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 k6*m •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
YEB@ p. •光栅布局
模拟和后处理分析
>tFv&1iR 布局layout
ZKT~\l 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
RaNz)]+7` 图1.二维光栅布局
A7SE>e> 9*lk x# 用VB脚本定义一个2D光栅布局
~ .,h 12 N1Pm4joH% 步骤：
:?}U Z# 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
B,Gt6c Uq 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 <P"4Mk7`s Wafer Dimensions：
xQetAYP` Length (mm): 8.5
6uAo0+-k Width (mm): 3.0
0D*uZ,oBEw Qn*a#]p 2D wafer properties:
; C+g)BW Wafer refractive index: Air
<\If: 3 点击 Profiles 与 Materials.
uv,_?x\' .M$}.v 在“Materials”中加入以下
材料：
L`!M3c@u Name: N=1.5
J^G#x}y Refractive index (Re:): 1.5
-#nfO* H}
{ta0dS;1 Name: N=3.14
?<#2raH- Refractive index (Re:): 3.14
`S{Blv =CE(M},d 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
E9yBa=#*c Name: ChannelPro_n=3.14
v\UwL-4[ 2D profile definition, Material: n=3.14
{ _]'EK/w F$QA Ws Name: ChannelPro_n=1.5
+C(v4@=nd 2D profile definition, Material: n=1.5
t#0/ _tD $m:4'r 6．画出以下波导结构：
WLTraB[? a. Linear waveguide 1
1;4 ]
HNI Label: linear1
2+Tu"oG;rB Start Horizontal offset: 0.0
_IK@K 6V1 Start vertical offset: -0.75
MwlhL? End Horizontal offset: 8.5
]757oAXl End vertical offset: -0.75
d/57;6I_ Channel Thickness Tapering: Use Default
0uf'6<f R Width: 1.5
$:bU< Depth: 0.0
g`skmHS89 Profile: ChannelPro_n=1.5
t1I` n(]n /
xfg4 b. Linear waveguide 2
'kD~tpZ Label: linear2
AV0C9a/td Start Horizontal offset: 0.5
{cNH| Start vertical offset: 0.05
qQ_o>+3VAy End Horizontal offset: 1.0
-cjwa-9
~ End vertical offset: 0.05
#\[((y:q Channel Thickness Tapering: Use Default
l&z)Q/>?pZ Width: 0.1
!*?Ss Depth: 0.0
u'?yc"d># Profile: ChannelPro_n=3.14
-F+dRzxH
za i x_mR 7.加入水平平面波：
,AC+s"VS Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
tsFwFB* Input field Transverse: Rectangular
ml |[x M8 X Position: 0.5
95,{40; X7 Direction: Negative Direction
-1Luyuy/` Label: InputPlane1
0an g^v;q 2D Transverse:
E! i:h62 Center Position: 4.5
~ "] 6 Half width: 5.0
s ^/<6kwO Titlitng Angle: 45
WCbv5)uTUs Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
qq &G~y 图2.波导结构（未设置周期）
*CA7
{2CX );^]
is~ 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。
dn by &-+T 将Linear2代码段修改如下:
FuZ7xM, Dim Linear2
tNskB`541 for m=1 to 8
y: 0j$%^ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
rKDMIECrm Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
%}U-g"I Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
x+}6qfc$9k Linear2.SetAttr "Depth", "0"
!!=%ty
Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
J^@0Ff;=5^ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
u/5I;7c b Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
DR`d^aBWQ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
*3hqz<p4: 3
;F=EMz{ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
pcM'j #; 图3.光栅布局通过VB脚本生成
g+ik`q(ge PNSZ
j# 设置仿真参数
OBF2?[V~ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
U$J l5[`F^ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
$I L7c]Gw TE simulation
0Ts[IHpg&E Mesh Delta X: 0.015
!s;+6Sy Mesh Delta Z: 0.015
:@TfhQV_=Q Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Azrc+ k 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
&#'[]V%^F Number of Anisotropic PML layers: 15
,zy4+GW 其它参数保持默认
mAk@Q|u 运行仿真
c H()Ze-B • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
_LV;q! /j • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
G M6Y`iU • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
1.]Py" @: [@OXvdTV 远场分析
衍射波
$=f,z>j 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
=N,Mmz% 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Q :\I
%o 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
8X`Gm!) 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)
I=VPw5"E 图4.远场计算对话框
W@w#A ] +_gPZFpbx 5. 在远场对话框，设置以下参数：
f i-E_ Wavelength: 0.63
+Io[o6* Refractive index: 1.5+0i
hlxZq Angle Initial: -90.0
7FMg6z8~ Angle Final: 90.0
3F ;+ D Number of Steps: 721
1(`>9t02/? Distance: 100, 000*wavelength
B
Mh 949; Intensity
~Dw.3P:- 3 tMFJ ;*` 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
F/[vg 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
7p&%0'BO1z 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
