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：
D'+kzb@ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
kculHIa\. •光栅布局
模拟和后处理分析
g4*]R>f 布局layout
B^uQv|m 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
bi[gyl# 图1.二维光栅布局
Y$?<y 9 l :Bum)9 用VB脚本定义一个2D光栅布局
l %{$CmG\ ,~-
dZs 步骤：
efF>kcIC 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
?yt" 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 D +vHl} Wafer Dimensions：
I8 {2cM; Length (mm): 8.5
38T2IN Width (mm): 3.0
K"r'w8 P n/5)}( }K 2D wafer properties:
!jxz2Q Wafer refractive index: Air
J m8#M z 3 点击 Profiles 与 Materials.
G.a^nQ@e% )/F1,&/N`e 在“Materials”中加入以下
材料：
&Rx-zp&dJ Name: N=1.5
sX,oJIt Refractive index (Re:): 1.5
bqAv)2 Vee`q. Name: N=3.14
4#m"t?6! Refractive index (Re:): 3.14
jz2W /EE`w %vO b"K$X 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Dh|8$(Jt Name: ChannelPro_n=3.14
ApYri|^r 2D profile definition, Material: n=3.14
:n&n"`D~ n1xN:A Name: ChannelPro_n=1.5
L{\au5-4 2D profile definition, Material: n=1.5
@^$Xy< x *a7&v3X 6．画出以下波导结构：
S 5Q$dAL a. Linear waveguide 1
tc@([XqH Label: linear1
T.zU erbO Start Horizontal offset: 0.0
` AA[k Start vertical offset: -0.75
9ci=]C5o3K End Horizontal offset: 8.5
T&=1I oOg End vertical offset: -0.75
1e>,QX Channel Thickness Tapering: Use Default
FXPw 5 Width: 1.5
F$FCfP7 Depth: 0.0
Z`5v6"Na Profile: ChannelPro_n=1.5
i#
1:DiF E,nC}f b. Linear waveguide 2
]kuMzTH Label: linear2
F~dq7 AS Start Horizontal offset: 0.5
nJ `JF5tI Start vertical offset: 0.05
sSC yjS'T End Horizontal offset: 1.0
2rq)U+ End vertical offset: 0.05
t/K<fy
6 Channel Thickness Tapering: Use Default
Kd _tjWS Width: 0.1
Brh<6B tl Depth: 0.0
f#a ~av9rC Profile: ChannelPro_n=3.14
dD3I. ?DY XTD _q 7.加入水平平面波：
3 n/U4fn_ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
XU Hu=2F Input field Transverse: Rectangular
D84`#Xbi X Position: 0.5
88
* K Direction: Negative Direction
N&!qu r \ Label: InputPlane1
YB h : 2D Transverse:
}MDu QP] Center Position: 4.5
n)w@\ Uy c Half width: 5.0
h*f= Titlitng Angle: 45
/s>ZT8vaAs Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
qTnfiYG} 图2.波导结构（未设置周期）
vIrLG1E K 1\q2;5 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
] }XK 将Linear2代码段修改如下:
;SF0}51 Dim Linear2
Cyxt EzPp for m=1 to 8
O&=?,zLO[ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
'g8~539{& Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
W;coi4
Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
UB]} j^ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
xNTO59Y -s Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
ysfR@ sH7 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
]BU,*YaB Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
t nz
BNW8 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
ul+
+h4N Z'PE^ , 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
%b2.JGBqJ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
>De\2gbJ lcij}-z:%e 设置仿真参数
12aAO|]/~ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
:cop0;X:Wm 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
MN|y5w}$u TE simulation
g6$X { Mesh Delta X: 0.015
qt Tys gv Mesh Delta Z: 0.015
| QJ!5nb Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
8w~I(2S:# 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
=*qu:f\y Number of Anisotropic PML layers: 15
6#O n .Q 其它参数保持默认
vbmSbZ"y 运行仿真
X&h4A4#P • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
_d&zH lc_ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Gd`qZqx# • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
A5tY4?| Deq~" 远场分析
衍射波
kssS,Ogf\_ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
gk~.u 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
vV-ATIf
^ 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
& F[/@ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
Y4}!9x 图4.远场计算对话框
)h,+>U@ @#1k+tSA, 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Rk56H Wavelength: 0.63
cu]2`DF Refractive index: 1.5+0i
Q <EFd Angle Initial: -90.0
8HdmG{7. Angle Final: 90.0
Ck2O?Ne Number of Steps: 721
fQlR;4QX] Distance: 100, 000*wavelength
xA#B1qbw Intensity
BV$lMLD{r m>$+sMZE 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
KP[ax2!x 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
~qLbyzHaB 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
