光栅布局在大多数情况下是周期性
结构。OptiFDTD中有两种实现周期性布局的方法：PBG编辑器和VB脚本。本课将重点介绍以下功能：
k-e_lSYk&c •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
d!G%n
* •光栅布局
模拟和后处理分析
Y_Ej-u+>{ 布局layout
e{To&gy~ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
0@*rp7 图1.二维光栅布局
COJqVC(# Nf-IDK 用VB脚本定义一个2D光栅布局
z}8rD}BH ZN%$k-2 步骤：
b=K 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
qa`bR%eH 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 FK @rZP Wafer Dimensions：
bi#o1jR Length (mm): 8.5
:#d$[:r# Width (mm): 3.0
6dC!&leNi ^tc@bsUF 2D wafer properties:
OR1X Qij Wafer refractive index: Air
sKn>K/4JZ 3 点击 Profiles 与 Materials.
p*#SSR9< yK"U:X 在“Materials”中加入以下
材料：
` 5[VO Name: N=1.5
pR`.8MMc8 Refractive index (Re:): 1.5
r^WO$u|@i #^!oP$>1 Name: N=3.14
lQi2ym? Refractive index (Re:): 3.14
r{>tTJFD(: /~J#c= 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
KkJcH U Name: ChannelPro_n=3.14
zHDC8m 2D profile definition, Material: n=3.14
6M+~{9(S V)!Oss;i Name: ChannelPro_n=1.5
qi7dcn@d 2D profile definition, Material: n=1.5
isW B)$q gOgG23 x 6．画出以下波导结构：
>hB]T% ' a. Linear waveguide 1
P1Re7/ Label: linear1
L!mQP Start Horizontal offset: 0.0
2$qeNy Start vertical offset: -0.75
Q}\,7l End Horizontal offset: 8.5
dr,j~ s End vertical offset: -0.75
dL 6sb;7R Channel Thickness Tapering: Use Default
<mrLld#_:C Width: 1.5
qL A Depth: 0.0
s:I^AL5 Profile: ChannelPro_n=1.5
t~sW]<qjp ( 5_o H b. Linear waveguide 2
~ z32%k Label: linear2
2[j|:Ng7 Start Horizontal offset: 0.5
/YUf(' b Start vertical offset: 0.05
.7~Kfm@2 End Horizontal offset: 1.0
0 I;>du End vertical offset: 0.05
g>OGh o Channel Thickness Tapering: Use Default
k(%RX _]C Width: 0.1
q_ cqjly< Depth: 0.0
]y-r
I Profile: ChannelPro_n=3.14
j1**Ch/ <0v'IHlZ8 7.加入水平平面波：
RM%l hDFY Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
PM%./ Input field Transverse: Rectangular
>tib21* X Position: 0.5
+n2x@ 0op Direction: Negative Direction
&/=xtO/Z{ Label: InputPlane1
=k3Qy mA 2D Transverse:
HAGWA2wQ Center Position: 4.5
X903;&Cim Half width: 5.0
]vKxgfF Titlitng Angle: 45
z)Qy Q Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
<C${1FO7If 图2.波导结构（未设置周期）
e<iTU?eJM z0g$+bhy 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
(z^2LaM `8 将Linear2代码段修改如下:
b$rBxe\ Dim Linear2
"TN}=^A\F for m=1 to 8
M 80U s. Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
2HQHC] Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
RR`?o\ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
nU`vj`K
Linear2.SetAttr "Depth", "0"
\Cx3^
i X Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
f4@Dn
>BJ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
t@4 X(i0 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
#BT=
K Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
4XX21<yn 4~Lw:o1a 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
"GZhr[AW 图3.光栅布局通过VB脚本生成
:*}tkr4&eh F!zZIaB] 设置仿真参数
6"ZQN) 7 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
YdC:P#
Nf 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
v,g,c`BjK TE simulation
VMHiuBz: Mesh Delta X: 0.015
x6:$lZ( Mesh Delta Z: 0.015
J8/>b{Y Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
W{ N hh3 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Eq'{uV: Number of Anisotropic PML layers: 15
RsTpjY*Xb 其它参数保持默认
ap;*qiNFQ 运行仿真
|$bZO `^ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Nm\I_wjX • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
K;[V`)d' • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
E.6^~'/ m#%5 H 远场分析
衍射波
b3Y9 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Z)6bqU<LQE 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
`@Kh> K 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
7p u*/W~ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
I"<~!krt% 图4.远场计算对话框
V4V TP]'n p(f)u]1` 5. 在远场对话框，设置以下参数：
m;Sw`nw? Wavelength: 0.63
dzbzZ@y Refractive index: 1.5+0i
0m*0I > Angle Initial: -90.0
F\Tlpp 9 Angle Final: 90.0
To=1B`@- Number of Steps: 721
Zu~ #d)l3N Distance: 100, 000*wavelength
/xf %Rp4} Intensity
2! &:V] ^f3F~XhY3 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
3f M 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
7 F+w o 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
