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：
U4>O\sU •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
kE/`n],1U •光栅布局
模拟和后处理分析
\q~w<%9Dq 布局layout
l~bKBz 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
9W!8g Cs 图1.二维光栅布局
vS OT*0r ;%' b;+ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
^Q0&.hL@ OAv>g pw 步骤：
_!n}P5 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
$<B
+K 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 'p%= <0vrr Wafer Dimensions：
CqqXVF3 Length (mm): 8.5
zv //K_ Width (mm): 3.0
q mZ2d!)o ddsUz 1%l 2D wafer properties:
dY} p N" Wafer refractive index: Air
G CT@o!
3 点击 Profiles 与 Materials.
`Da+75 f6v lT]=&m> 在“Materials”中加入以下
材料：
!(Krf Name: N=1.5
[,=d7*b(l Refractive index (Re:): 1.5
/aZE,IeEz !t Ee\K\e Name: N=3.14
WsR+Np@c Refractive index (Re:): 3.14
? ^ZXU0IkP B Q#3QL't 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_\.{6" " Name: ChannelPro_n=3.14
7+}JgUh 2D profile definition, Material: n=3.14
c-k A^z{f Ln. 9| 9 Name: ChannelPro_n=1.5
IdP n%)>6 2D profile definition, Material: n=1.5
}j46L1T o0ZIsrr
6．画出以下波导结构：
c<wavvfUo a. Linear waveguide 1
%}q .cV Label: linear1
%KtU1A([" Start Horizontal offset: 0.0
B0d%c&N${ Start vertical offset: -0.75
GWsd| kxU End Horizontal offset: 8.5
rK1-Mu End vertical offset: -0.75
u$%A#L [ Channel Thickness Tapering: Use Default
fc@'9- pt Width: 1.5
a2`%gh W3 Depth: 0.0
B8T\s)fxnX Profile: ChannelPro_n=1.5
XphE loL @x1 %)1 b. Linear waveguide 2
m@jge)O&D Label: linear2
!\- WEQrp\ Start Horizontal offset: 0.5
g5+7p@'fV Start vertical offset: 0.05
vE%s, E, End Horizontal offset: 1.0
6<X%\[)n End vertical offset: 0.05
5RF4]$zT Channel Thickness Tapering: Use Default
2 Il8f Width: 0.1
tx"LeZZ Depth: 0.0
VO=!8Yx[ Profile: ChannelPro_n=3.14
b 9~A-Z F";.6 %;AC 7.加入水平平面波：
f'X9HU{Cz Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
a 7#J2 r Input field Transverse: Rectangular
mT @ nn, X Position: 0.5
,:)`+v< Direction: Negative Direction
+m)q% I> Label: InputPlane1
5G[x }4U 2D Transverse:
|mhKI is U Center Position: 4.5
&<3&'*ueW Half width: 5.0
qnChM ; ) Titlitng Angle: 45
R_ ZK 0ar Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
u.,Q4u |! 图2.波导结构（未设置周期）
=Mj 0:rW B4h5[fPX 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
o(!@ 7Lqq 将Linear2代码段修改如下:
&xXEnV Dim Linear2
0|c}p([~ for m=1 to 8
os4{0Mxu Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
h !gk s-0 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
D:"{g|nW } Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
]y#3@ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
DY\J[l<< Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Kcy@$uF{2 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
u0 QzLi, Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
lk3=4|?zsE Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
PL X>-7@ Cr C =A=e 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。
W/fuKGZi_ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
y7/F _{ YJ_\Ns+Ow 设置仿真参数
.iG&Lw\, 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
S<`I
Jpkv 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
hI},~ af TE simulation
nXy>7H[0 Mesh Delta X: 0.015
g%nl!dgS Mesh Delta Z: 0.015
$q$7^ r@ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
JH8}Ru%Z 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
`= UWqb(K_ Number of Anisotropic PML layers: 15
a 5Y IUVCv 其它参数保持默认
I%j_"r9-I 运行仿真
l12 {fp m • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
z^<L(/rg9" • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
.,0b E • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
|~!U4D\ tM4 Cx 远场分析
衍射波
r [ : 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
"ZwKk
G 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
n_?tN\M 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
! -<p,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)
^r6!l. 图4.远场计算对话框
QnQOm "" ntFT>g{B 5. 在远场对话框，设置以下参数：
vS\Nd1~ ? Wavelength: 0.63
"]K>j'^Zs< Refractive index: 1.5+0i
|`Or'%|PR Angle Initial: -90.0
U*3J+Y Angle Final: 90.0
a 2 IgC25 Number of Steps: 721
.*g0w`H5pU Distance: 100, 000*wavelength
_{<seA Intensity
jhu 07HX_ L){iA-k;Ec 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
w| `h[/, 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
0:w "M< 80 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
