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：
V|u2(* •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
c9+G
Qp •光栅布局
模拟和后处理分析
necY/&Ld- 布局layout
u=0O3-\h 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
-$8 ew+ 图1.二维光栅布局
:u 4|6? p{Q6g>?[ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
?;,; R&|.Lvmc/ 步骤：
$!O@Z8B 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
m]jA ( 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 >W> rhxU Wafer Dimensions：
$0[T<]{/? Length (mm): 8.5
rDFrreQP Width (mm): 3.0
4A J] qu `4*I 1WZW 2D wafer properties:
SWr TM Wafer refractive index: Air
rMwa6ZO'm; 3 点击 Profiles 与 Materials.
]q"&V\b Xmr}$<<= 在“Materials”中加入以下
材料：
== wX.y\.n Name: N=1.5
4vg3F( Refractive index (Re:): 1.5
r<0E[ ~ ?"@Fq2xgB4 Name: N=3.14
7 z Refractive index (Re:): 3.14
LtRRX@qJw `Moo WG 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
b^HDN(v Name: ChannelPro_n=3.14
@V:K]M 5 2D profile definition, Material: n=3.14
btg= # u ^(J rOh' Name: ChannelPro_n=1.5
v_zt $bf{Y 2D profile definition, Material: n=1.5
eJoM4v `ArUoYb B 6．画出以下波导结构：
d.+ *o a. Linear waveguide 1
3A,N1 OXG Label: linear1
-H%v6E%yh Start Horizontal offset: 0.0
%gmx47 Start vertical offset: -0.75
d&^b=d FDu End Horizontal offset: 8.5
[r`KoHwdm End vertical offset: -0.75
1]If<
< Channel Thickness Tapering: Use Default
/<-PW9X? Width: 1.5
w> 2lG3H< Depth: 0.0
lfAy$qP"} Profile: ChannelPro_n=1.5
<.)= CK l`\L@~l n b. Linear waveguide 2
qlcd[Y*B Label: linear2
}) O S2F Start Horizontal offset: 0.5
yepRJ%mp Start vertical offset: 0.05
I7vP*YE 7F End Horizontal offset: 1.0
Q+1ot,R End vertical offset: 0.05
*z[vp2
TN Channel Thickness Tapering: Use Default
bkJ bnW= Width: 0.1
|it*w\+M Depth: 0.0
!EIH"`>! Profile: ChannelPro_n=3.14
04U|Frc ~k34#j:J65 7.加入水平平面波：
uL)MbM] Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
[6TI_U ~ Input field Transverse: Rectangular
tEL;,1 X Position: 0.5
j# f/M3 Direction: Negative Direction
3.YH7rN
Label: InputPlane1
wwl,F=| Y 2D Transverse:
)FwOg;=3M" Center Position: 4.5
SGl|{+(A Half width: 5.0
Gxd/t#; Titlitng Angle: 45
W
$D 34( Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
9SeGkwec?$ 图2.波导结构（未设置周期）
\];|$FQg K21Xx`XK 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
W,~*pyLdO 将Linear2代码段修改如下:
ai?uJ} Dim Linear2
Q3>qT84 for m=1 to 8
"dCIg{j Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
4 AhF E@ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
rv[BL.qV Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
q<\r}1Dm Linear2.SetAttr "Depth", "0"
sA6Hk B. Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
_A]jiPq Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
xd3mAf Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
)%jS9e{d Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
w8D8\`i!" pW ~;B*hF 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
IRM jL.q 图3.光栅布局通过VB脚本生成
DQhHU1 ;7Qe m& 设置仿真参数
ZS:[ZehF 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
d '2JMdbc 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
CH+%q+I TE simulation
zpT{! V Mesh Delta X: 0.015
>kAJS?? Mesh Delta Z: 0.015
?Ho$f Gz Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Mxz
X@GBX 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
,dba:D= l Number of Anisotropic PML layers: 15
TPb&";4ROf 其它参数保持默认
2;]tIt d1 运行仿真
] Q^8
9? • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
NHZMH!=4:n • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
w32F?78] • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
? Zv5iI yzpa \[^ 远场分析
衍射波
L ,_U co 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
a:|]F| 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Q9y|1Wg1W 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
NO*~C',cI/ 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)
Iy5W/QK6 图4.远场计算对话框
Yp m*or JBQ>"X^ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Wm8BhO Wavelength: 0.63
WV} pE~ Refractive index: 1.5+0i
1slt[&4N Angle Initial: -90.0
f].z . Angle Final: 90.0
0jp y c Number of Steps: 721
3I?yRE Distance: 100, 000*wavelength
\mN?5QCcE Intensity
oQy Ms> g J!rZs kd 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
|q o3
E 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
KJ?/]oLr0 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
