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：
UlG8c~p •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
zTgY=fuz •光栅布局
模拟和后处理分析
b`%3> 布局layout
UZ5O%SF 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
[y (DtOR 图1.二维光栅布局
eGwO!Lv}B scf.> K2 用VB脚本定义一个2D光栅布局
N~""Lc& -6Y@ _N 步骤：
"!V-@F$@N 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
QKW\z aG 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 :U6"HP+?g- Wafer Dimensions：
? Uq;> Length (mm): 8.5
iyA=d{S;V Width (mm): 3.0
fH-fEMyW prHM}n{0 2D wafer properties:
s6q6)RD" Wafer refractive index: Air
%DK0s(*w0 3 点击 Profiles 与 Materials.
e=>:(^CS FAkrM?0/ 在“Materials”中加入以下
材料：
1zGD~[M Name: N=1.5
86*9GS?U( Refractive index (Re:): 1.5
jmp0 %:+L eD|p1+76 Name: N=3.14
Z<wJ!|f Refractive index (Re:): 3.14
Tv d}5~
5? TpA E 9S 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
]u]BxMs Name: ChannelPro_n=3.14
syJLcK+e 2D profile definition, Material: n=3.14
lm;Dy*|< y*G3dWb Name: ChannelPro_n=1.5
LD=e Mk:
~ 2D profile definition, Material: n=1.5
ME0vXi }508wwv 6．画出以下波导结构：
5*O*p `Ba a. Linear waveguide 1
` !udU,|N Label: linear1
w)rd--9f Start Horizontal offset: 0.0
OH\(;RN* Start vertical offset: -0.75
[!~ = m End Horizontal offset: 8.5
9{GEq@`7 End vertical offset: -0.75
4'+g/i1S
F Channel Thickness Tapering: Use Default
7C&J88|\ Width: 1.5
V0l"tr@ Depth: 0.0
0.aIcc Profile: ChannelPro_n=1.5
O"M2*qiH 5%_aN_1?ef b. Linear waveguide 2
Y&XO :jB Label: linear2
;p(I0 X Start Horizontal offset: 0.5
b8
^O"oDrp Start vertical offset: 0.05
=*5< w End Horizontal offset: 1.0
~n"?*I ` End vertical offset: 0.05
Ka_g3 Channel Thickness Tapering: Use Default
|AQU\B Uj Width: 0.1
,M.phRJ-` Depth: 0.0
"5!T-Z+F Profile: ChannelPro_n=3.14
VnYcqeCm DFXHD,o 7.加入水平平面波：
3;O4o]` Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Q}: $F{ Input field Transverse: Rectangular
h6Q~Di X Position: 0.5
'8yC wk Direction: Negative Direction
k-N}tk/5 Label: InputPlane1
q^DQ9B 2D Transverse:
-d. i4X3j Center Position: 4.5
}G)2HTaZ Half width: 5.0
)H>?K0I Titlitng Angle: 45
:I{9k~ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
4J1_rMfh 图2.波导结构（未设置周期）
l;SXR <E U I/*^ s 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
_P`
^B 将Linear2代码段修改如下:
b8 E{~z Dim Linear2
iYf)FPET for m=1 to 8
zIA)se
Js Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
vdcPpj^d5 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
8 :;]t t Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
.0rTk$B
Linear2.SetAttr "Depth", "0"
8wrO64_NO Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
I
6'!b/ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
?Dl; DE 1 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Zq~Rkx Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
%g~&$oZmq Ne)3@? 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。
Uc, J+j0F 图3.光栅布局通过VB脚本生成
>V>`}TIH D<` M<:nq 设置仿真参数
8 (ot<3(D 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
m^~5Xr" 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
bzr QQQ TE simulation
s f.z(o Mesh Delta X: 0.015
MH|F<$42 Mesh Delta Z: 0.015
6V"u ovN2 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
I)kc[/^j$ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
ck b(+*+l Number of Anisotropic PML layers: 15
~.4y* & 其它参数保持默认
)}7X4g6X 运行仿真
Dkx}}E:< • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
}[=)sb_ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
8`wKq6 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
E 4'z
${rWDZ0Z 远场分析
衍射波
O')=]6CQ* 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
%
H<@Y$r 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
m] yUcj{F 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
-G~/ GO 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)
6<9}>Wkf 图4.远场计算对话框
^s#+`Y05/ 5 NC77}^. 5. 在远场对话框，设置以下参数：
}.pqV
X{ d Wavelength: 0.63
V c;g$Xr[ Refractive index: 1.5+0i
?6\N&MTF Angle Initial: -90.0
$e2+O\.> Angle Final: 90.0
&uF~t
|!c Number of Steps: 721
$)nPj_h Distance: 100, 000*wavelength
Rc3!u^?u Intensity
Caz5q|Oo op/_ :#&' 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
MGq\\hLD\- 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
i= *H|) 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
