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：
O aZ~ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
p%G\5.GcJL •光栅布局
模拟和后处理分析
FV^kOz 布局layout
GI~;2 `V 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
v& ? B qj 图1.二维光栅布局
;%%=G;b9 5%W3&F6 % 用VB脚本定义一个2D光栅布局
\V&ly/\
) ;hKn$ ' ' 步骤：
e0h T 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
; `xu)08a 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 lh5k@\X Wafer Dimensions：
lI D5mg3 1 Length (mm): 8.5
` "9Y.KU Width (mm): 3.0
!,1~:*: B[Tw 0rQ 2D wafer properties:
XL"e<P;t Wafer refractive index: Air
Mk^o*L{ H 3 点击 Profiles 与 Materials.
9,9( mbWJv m=n
V$H 在“Materials”中加入以下
材料：
4BCZ~_ Name: N=1.5
^%_LA't 'R Refractive index (Re:): 1.5
?n_Y _)9 =,(Ba' Name: N=3.14
#7g~U m%p Refractive index (Re:): 3.14
0 "> # h k|BEAdQ%M 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
^beW*O! Name: ChannelPro_n=3.14
|_ ;-~bmb 2D profile definition, Material: n=3.14
)\s:.<?EQ OCX?U50am Name: ChannelPro_n=1.5
V6Q[Y>84~a 2D profile definition, Material: n=1.5
aoCyYnZD pM4 j=F 6．画出以下波导结构：
2
OGg`1XX a. Linear waveguide 1
.*y{[."! Label: linear1
6bU/IVP Start Horizontal offset: 0.0
'QkL%z 0 Start vertical offset: -0.75
x-q er- End Horizontal offset: 8.5
J|K~a? &vN End vertical offset: -0.75
JM M\ Channel Thickness Tapering: Use Default
<;acWT?( Width: 1.5
W<58T Cd Depth: 0.0
=b; v:HC Profile: ChannelPro_n=1.5
O[-wm;_(=* {9)LHX7dN b. Linear waveguide 2
P+]39p{ Label: linear2
1 iE Start Horizontal offset: 0.5
$<T)_g Start vertical offset: 0.05
v1;`.PWD End Horizontal offset: 1.0
8rw;Yo<k End vertical offset: 0.05
{)`5*sd Channel Thickness Tapering: Use Default
zf^!Zqn[8z Width: 0.1
AU )Qk$c Depth: 0.0
Vg2s~ce{ Profile: ChannelPro_n=3.14
|>p\*Dl}H kR'!;}s 7.加入水平平面波：
ZL-@2ZU{1 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
=:#$_qR Input field Transverse: Rectangular
o6svSS X Position: 0.5
cD LS) Direction: Negative Direction
{U&Mo97rzX Label: InputPlane1
"ua/65cq9 2D Transverse:
whvM^ Center Position: 4.5
\ar.( J Half width: 5.0
KaO8rwzDN Titlitng Angle: 45
om@` NW Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Y5( `/ 图2.波导结构（未设置周期）
B<_T"n'#b b$VdTpz 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。
}/M ~ 将Linear2代码段修改如下:
7 + ? Dim Linear2
)LnHm for m=1 to 8
Tqm9><!r Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
O@Xl_QNxc! Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
*USZ2|i Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
haB$W 4x Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Kx#G_N@ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Km-lWreTH Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
I_N"mnn@Nr Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
0*h\/!e Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
2,dG Rf -O -_F6p'D 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。
{T=I~#LjMI 图3.光栅布局通过VB脚本生成
'0w'||#1 r@wWGbQ|L 设置仿真参数
MYjDO>(_ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
e8P
|eK 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
!sfUrUu TE simulation
00<iv"8 Mesh Delta X: 0.015
& W }ooGg Mesh Delta Z: 0.015
r?V\X7` + Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
6\'v_A
O 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Hn:%(Rg=aW Number of Anisotropic PML layers: 15
CJ
KFNa 其它参数保持默认
bCc^)o/w 运行仿真
hX~IZ((Hi8 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
B*,9{ g0m/ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
%vyjn&13 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
c1e7h l 5AQ $xm4 远场分析
衍射波
e>"{nOY4 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
@l BR;B" 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
}1epn#O_4 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
H@'Y>^z? 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
{ 5h6nYu 图4.远场计算对话框
N'|zPFk g BL,YJM(y 5. 在远场对话框，设置以下参数：
[+>$'Du Wavelength: 0.63
f E7[ Sk Refractive index: 1.5+0i
P xy(YMv Angle Initial: -90.0
g9p#v$V Angle Final: 90.0
N CX!ss Number of Steps: 721
!!dNp5h` Distance: 100, 000*wavelength
N2 =gSEY Intensity
e DIjcZ Nqewtn9n 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
_^dWJ0 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
q4 l L7@_ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
