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：
WFvVu3 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
D*g
K, ` •光栅布局
模拟和后处理分析
/ LLo7" 布局layout
g2YE^EKU~ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
?JR ?PW8 图1.二维光栅布局
K!v\r"N ?:+p#&I 用VB脚本定义一个2D光栅布局
x}uDW Y"TrF(C 步骤：
}eSrJgF4M 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
~pwk[Q! 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 )eH?3"" Wafer Dimensions：
,2mq}u>WU Length (mm): 8.5
8>|<m'e^\r Width (mm): 3.0
(bD#PQXz m _CizU0S 2D wafer properties:
p & i+i Wafer refractive index: Air
UTO$L|K 3 点击 Profiles 与 Materials.
jPs{ Mr< S) ` @)sr 在“Materials”中加入以下
材料：
|W5lhx0U Name: N=1.5
x.'Ys1M Refractive index (Re:): 1.5
i4)]lWnd $]4o!Z Name: N=3.14
<=%G%V_s Refractive index (Re:): 3.14
O:#/To' [f]:h Ji 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
-2Dgr\M Name: ChannelPro_n=3.14
*56q4 \1 2D profile definition, Material: n=3.14
/{-J_+u*% "||'
-(0 Name: ChannelPro_n=1.5
>j&k: 2D profile definition, Material: n=1.5
eyos6Qi l7(p~+o?h> 6．画出以下波导结构：
vtRz;~,Z a. Linear waveguide 1
8TYoa:pZ Label: linear1
;ao <{i? Start Horizontal offset: 0.0
Q$Q:Jm53 Start vertical offset: -0.75
w=[ITQ|W% End Horizontal offset: 8.5
'K| F{K End vertical offset: -0.75
5IbCE.>iU Channel Thickness Tapering: Use Default
L8KaK Width: 1.5
u`pw'3hY Depth: 0.0
VgS2_TU Profile: ChannelPro_n=1.5
J4?SC+\ ,W>-MPJn[8 b. Linear waveguide 2
1{G@'# ( Label: linear2
yjM!M| Start Horizontal offset: 0.5
f 2k~(@!h Start vertical offset: 0.05
,t39~ w End Horizontal offset: 1.0
ONLhQJCb End vertical offset: 0.05
>P-'C^:V= Channel Thickness Tapering: Use Default
8]WcW/1r ! Width: 0.1
c&"1Z/tR Depth: 0.0
g ~%IA.$c Profile: ChannelPro_n=3.14
WmE4TL^8? \ (U|& 7.加入水平平面波：
<@;bxSUx Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Bd[H@oKru Input field Transverse: Rectangular
X @X`,/{X X Position: 0.5
\<\147&)r Direction: Negative Direction
'<AE%i, Label: InputPlane1
5?TX.h9B4 2D Transverse:
fF. +{-. Center Position: 4.5
Xet}
J@C Half width: 5.0
VgMuX3= Titlitng Angle: 45
Cf@N>N#t) Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
6. vwK3\>~ 图2.波导结构（未设置周期）
)b,FE}YX avUdv V- 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
|Rb8 / WX 将Linear2代码段修改如下:
aQV? } Dim Linear2
TrBtTqH) for m=1 to 8
|j 4;XaG) Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
cK'}+ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
R%Xz3 Z&| Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
o>I,$= Linear2.SetAttr "Depth", "0"
th+LScOX Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
c\rP"y|S}; Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
EH]qYF. Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
&& WEBQ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
b>nwX9Y/U @y,>cDg 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。
3 *oZol/ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
K pmq C$ K%;=i2: 设置仿真参数
LKst
QP!I 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
aF .fd2k 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
!Za yN TE simulation
mEbj Mesh Delta X: 0.015
PsN_ c [+ Mesh Delta Z: 0.015
H2CpZK' Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
(_ fov V= 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
P@U2Q%\ Number of Anisotropic PML layers: 15
1 c4:'0 其它参数保持默认
BKu < p< 运行仿真
FMC]KXSd • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
H )Ze{N • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
v R !
y# • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
ubl)$jZ:Q n{"a 0O 远场分析
衍射波
w+hpi5OH 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
P5v;o9B & 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Gl9 ,!"A 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
K/8T wB?I 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)
.v['INK9 图4.远场计算对话框
fj[Kbo 7!h L!~ap 5. 在远场对话框，设置以下参数：
iXqRX';F'} Wavelength: 0.63
S4
s#EDs Refractive index: 1.5+0i
~g* 5."-i Angle Initial: -90.0
Nu+ DVIM Angle Final: 90.0
eCG{KCM~_Z Number of Steps: 721
Sp[]vm8N Distance: 100, 000*wavelength
0+KSD{ Intensity
$rPQ%2eF4 fD%20P`. 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
~\ v"xV 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
x}#N?d 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
