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：
\? 5[R R •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
pn ~/!y •光栅布局
模拟和后处理分析
IdN%f]=/ 布局layout
=CD:.FG. 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
xc3Ov9`8% 图1.二维光栅布局
'tq\<y J.CZR[XF# 用VB脚本定义一个2D光栅布局
>o=axZNa m%BM d 步骤：
Q@3 ld6y 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
il `C,C D 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 vl#V-UW$4P Wafer Dimensions：
/_ hfjCE Length (mm): 8.5
3V8j>&
Width (mm): 3.0
l:k E^ = 6 (>)+;$Dr,\ 2D wafer properties:
K2 vPj| Wafer refractive index: Air
y7}~T!UyfF 3 点击 Profiles 与 Materials.
7 @e[:>e A-@-?AR 在“Materials”中加入以下
材料：
rsq'60 Name: N=1.5
MOH,'@&6^ Refractive index (Re:): 1.5
q(${jz4w [8om9 Z3 Name: N=3.14
Q>+_ W2~] Refractive index (Re:): 3.14
7\Yq]:;O 0lJBtk9wn 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
\sXm Mc Name: ChannelPro_n=3.14
+(=[M]5#n 2D profile definition, Material: n=3.14
;#Crh}~ * Kp ^al Name: ChannelPro_n=1.5
9R t(G_' 2D profile definition, Material: n=1.5
y+~Aw"J} / fcwz 5~ 6．画出以下波导结构：
16d{IGMz a. Linear waveguide 1
C9^elcdv Label: linear1
z;@S_0M,Z Start Horizontal offset: 0.0
H]] >sE Start vertical offset: -0.75
=fu_ Jau} End Horizontal offset: 8.5
J3!k*"P End vertical offset: -0.75
07HX5 Hd Channel Thickness Tapering: Use Default
]T28q/B;k Width: 1.5
9BgQ oK@ Depth: 0.0
Xb07 l3UG Profile: ChannelPro_n=1.5
,"HpV >=RHE @ b. Linear waveguide 2
Lh5+fk~i~8 Label: linear2
0$dY;,Q . Start Horizontal offset: 0.5
[$ Xu Start vertical offset: 0.05
lf7H8k, - End Horizontal offset: 1.0
gs2&0rnOy\ End vertical offset: 0.05
KTS7)2ci Channel Thickness Tapering: Use Default
)F9V=PJE Width: 0.1
nq w*oLFQ Depth: 0.0
M3xi 0/. Profile: ChannelPro_n=3.14
hJtghG6v jind!@}! 7.加入水平平面波：
e1Z;\U$&. Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
_ d"Y6
0 Input field Transverse: Rectangular
q?b)zeJ X Position: 0.5
PeR<FSF ,i Direction: Negative Direction
\?Oa}&k$F8 Label: InputPlane1
Zp P6Q 2D Transverse:
m$e@<~To Center Position: 4.5
TTjjyZ@ Half width: 5.0
(>/Dw|,m Titlitng Angle: 45
+r34\mAO Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
#
v/aI*Rl 图2.波导结构（未设置周期）
.cn w?EI [O =)FiY- 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
FV<^q|K/(] 将Linear2代码段修改如下:
|@uh q>& Dim Linear2
iS^^Z ZyR for m=1 to 8
S &g - Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
N_~W u Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
M DXQj5s^ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
mm~o%1|WR Linear2.SetAttr "Depth", "0"
E!]rh,mYK Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
)fcpE ,g' Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
| kRx[UL Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
ny;)+v?mN\ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
SF}L3/C&h \~m%4kzG8J 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
o3`gx 图3.光栅布局通过VB脚本生成
w[7 HY@[ "gVH;<&] 设置仿真参数
P xuz { 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
qv >( 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Bk(XJAjY TE simulation
\y+F!;IxL Mesh Delta X: 0.015
v t7C Mesh Delta Z: 0.015
-)c"cgx. Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
_ -FQ78C 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
t@mw f3, Number of Anisotropic PML layers: 15
<UHf7:0V 其它参数保持默认
o]k]p NO 运行仿真
rAi!'vIE • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
[75e\=wK • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
k{$"-3ed • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
j;c ^pLUP #pxet 远场分析
衍射波
>@\?\!Go 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
I;PO$T 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
M> l+[U 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
*`/@[S2,cu 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)
gf8U & ; 图4.远场计算对话框
v8M#%QoA U\plt%2m> 5. 在远场对话框，设置以下参数：
-"b3q Wavelength: 0.63
x6mq['_ Refractive index: 1.5+0i
Qpu2RfP Angle Initial: -90.0
Wam?(!{mOf Angle Final: 90.0
iV$75Atk Number of Steps: 721
&dMSX} t Distance: 100, 000*wavelength
n/|`Dz. Intensity
6aK2 {-+ "PP0PL^5F 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
B$eF@v" 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
GOgT(.5 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
