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：
WS@"8+re; •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
|<8Fa%!HHc •光栅布局
模拟和后处理分析
d|gfp:Z`a 布局layout
4UPxV"H 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
-) +B!"1 图1.二维光栅布局
BEAY}P(y3 T`u
,!S 用VB脚本定义一个2D光栅布局
4qd( a)NdY ]X X> h~0 步骤：
"2tKh!?Q 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
{XC[Ia6jtL 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 %5n'+- XVj Wafer Dimensions：
Fl(j,B6Z Length (mm): 8.5
p9MJa[}V Width (mm): 3.0
E2=vLI] !X[7m 2D wafer properties:
L| 'B* Wafer refractive index: Air
#op0|:/N 3 点击 Profiles 与 Materials.
J9J/3O
Q= _$ 8:\[J 在“Materials”中加入以下
材料：
qJ~fEX Name: N=1.5
SoFl]^l Refractive index (Re:): 1.5
u{sb^cmy OeZ "WO Name: N=3.14
Z;;A#h'%e Refractive index (Re:): 3.14
U{@2kg- Zx: h)I 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
4~;M\h Name: ChannelPro_n=3.14
V he$ vH 2D profile definition, Material: n=3.14
.jbxA 2 ,nV4%Aa Name: ChannelPro_n=1.5
=L?2[a$2; 2D profile definition, Material: n=1.5
n7/&NiHxv/ I%<pS ,p 6．画出以下波导结构：
ZC^NhgX a. Linear waveguide 1
Q^xk]~G$( Label: linear1
=<K6gC27 Start Horizontal offset: 0.0
iG=Di)O Start vertical offset: -0.75
#\K"FE0PGz End Horizontal offset: 8.5
N&$ ,uhmO End vertical offset: -0.75
+A$>F@ u Channel Thickness Tapering: Use Default
*l%&/\ Width: 1.5
r{*BJi.b Depth: 0.0
>V\^oh)t]t Profile: ChannelPro_n=1.5
p3T:Y_ Pj!f^MN b. Linear waveguide 2
R.
vVl+ Label: linear2
xm=$D6O: Start Horizontal offset: 0.5
V:+z 3)qF Start vertical offset: 0.05
8NJT:6Q7l End Horizontal offset: 1.0
Zdfh*MHMg End vertical offset: 0.05
Krl9O]H/[ Channel Thickness Tapering: Use Default
kN#3HI]8 Width: 0.1
W|s" ;EAM Depth: 0.0
Op K_?XG Profile: ChannelPro_n=3.14
:s-9@Yl| 5/CF _v 7.加入水平平面波：
:V_UJ3xf Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
|TR
+Wn Input field Transverse: Rectangular
ua ky2SgN X Position: 0.5
6V#EEb Direction: Negative Direction
MGr e_=Dm_ Label: InputPlane1
( <e<Q~( 2D Transverse:
i1bmUKZ8'L Center Position: 4.5
2n-kJl`: O Half width: 5.0
)V_;]9<wt Titlitng Angle: 45
_,d<9 Y) Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Ji6.-[: 图2.波导结构（未设置周期）
[%~yY& @S>;t)\J 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。
7;&,L H 将Linear2代码段修改如下:
'P [#.9E Dim Linear2
{2i8]Sp1d/ for m=1 to 8
lWT`y Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
wTG(U3{3K Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
/?Mr2!3N Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
XGjFb4Tw7 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
\wK4bvUrX Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
f/iMI) J Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
F!*GrQms Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
|>.</68Z Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
>[~7fxjK- Ki&a"Fu3 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。
@X560_x[q 图3.光栅布局通过VB脚本生成
!+ QfQghAT &
Y2xO 设置仿真参数
:M<] 6o 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
n1:q:qMR1 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
#VVfHC y TE simulation
1EW ZA Mesh Delta X: 0.015
uU^i Y$w Mesh Delta Z: 0.015
y*v|q= Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
!ab ef.%: 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
HPJ HA , Number of Anisotropic PML layers: 15
mZjpPlJ 其它参数保持默认
;K%/s IIke 运行仿真
Z&P\}mm • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
0r8Wv,7Bo • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
NK(_ &.F
• 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
)S/=5Uc -|>T?
t'K 远场分析
衍射波
1xkrh qq 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
)feZ&G] 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
l=(( >^i 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
jIVD i~Ld 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)
bSz7?NAp 图4.远场计算对话框
qd#7A ksm {8` $ ~c 5. 在远场对话框，设置以下参数：
>}W[>WReI Wavelength: 0.63
9cU9'r# h Refractive index: 1.5+0i
R^ P> yk8 Angle Initial: -90.0
f fBd Angle Final: 90.0
n${k^e -= Number of Steps: 721
g|7o1{ Distance: 100, 000*wavelength
cO 5zg<wF Intensity
c %Cbq0+2 P =\{ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
o0|E x\ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
_L$a[zH 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
