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：
ard3yNQt •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
.qqb> 7|q •光栅布局
模拟和后处理分析
:C|>y4U&(s 布局layout
f@F^W YQm 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
}]39
iK`w 图1.二维光栅布局
:~0^ib<v; "j.oR}s9?# 用VB脚本定义一个2D光栅布局
~-`B SR Sf4h!ly 步骤：
{-v\&w 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
u':0"5} 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 -u3SsU)_%N Wafer Dimensions：
[:R P9r} Length (mm): 8.5
]UCk_zWsn1 Width (mm): 3.0
*OGXu07 ! T^(n+ lv 2D wafer properties:
y_7XYT!w Wafer refractive index: Air
%<ptkZK# 3 点击 Profiles 与 Materials.
} ^GV(]K Tg Q|T57 在“Materials”中加入以下
材料：
?%za: { Name: N=1.5
Z:B Y*#B Refractive index (Re:): 1.5
.X<"pd*@e Nz>E#.++ Name: N=3.14
8O.:3%D~
t Refractive index (Re:): 3.14
s:jL/%+COZ tN'- qdm 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
E/L?D Name: ChannelPro_n=3.14
u>A xq3F 2D profile definition, Material: n=3.14
dl7p 1Cr & h4Z|h[01 Name: ChannelPro_n=1.5
&PQ{e8w 2D profile definition, Material: n=1.5
3]kAb`9[K2 W-]yKSob 6．画出以下波导结构：
X $9D0;L a. Linear waveguide 1
48&KdbGX Label: linear1
K` _E>k Start Horizontal offset: 0.0
jXDzjt94J Start vertical offset: -0.75
4qS S<SqY End Horizontal offset: 8.5
9
K / End vertical offset: -0.75
h&) vdCCk Channel Thickness Tapering: Use Default
'xrbg]b% Width: 1.5
RoM*Qjw Depth: 0.0
8DS5< Profile: ChannelPro_n=1.5
98%tws` f?<M3P b. Linear waveguide 2
{u=\-|t Label: linear2
DwrCysIK Start Horizontal offset: 0.5
J0W XH/: Start vertical offset: 0.05
lSb M)gL End Horizontal offset: 1.0
kFa?q} 47 End vertical offset: 0.05
cV!/ Channel Thickness Tapering: Use Default
o wY_cDzrH Width: 0.1
LYq2A,wm$ Depth: 0.0
"KT nX#<0 Profile: ChannelPro_n=3.14
o(SJuZC/U +U/ "F|M 7.加入水平平面波：
zUgkY`]:BJ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
l'{goy f Input field Transverse: Rectangular
0_zSQn9c X Position: 0.5
3{L vKe Direction: Negative Direction
/G{3p &9 Label: InputPlane1
[Z G j7 2D Transverse:
x2& ! PpM Center Position: 4.5
[c!vsh]^ Half width: 5.0
ZG[ 0rvW Titlitng Angle: 45
fu "z%h] Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
@ k #y-/~? 图2.波导结构（未设置周期）
>E,L"&_ j
p|8Fl 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。
Y(yJ|y & 将Linear2代码段修改如下:
__n"DLW Dim Linear2
2?nyPqT3AM for m=1 to 8
IlL Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
#<>E+r + Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
;Wh[q*A Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
:8L61d2( Linear2.SetAttr "Depth", "0"
NGQIoKC Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
+~{nU' Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
m) RxV@ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
4sE=WPKF# Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
<0qY8 44{:UhJkx 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。
#YVDO R{z 图3.光栅布局通过VB脚本生成
knZd}?I* VzM@DM]= ~ 设置仿真参数
61wG: 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
iw;Alav"x 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
!3M! p& TE simulation
F7Yuk y Mesh Delta X: 0.015
.7Bav5 ; Mesh Delta Z: 0.015
Sh6 NgO Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
5P2FNUKL 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
]
r+I D Number of Anisotropic PML layers: 15
K{h]./% 其它参数保持默认
9>, \QrrH 运行仿真
RXvcy< • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
62'0 )Cy^ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Ec/+ 9H6g • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
.%h_W\M<l ^o<Nz8 远场分析
衍射波
}(O
kl1 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
93 b5S>&r 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
]>!_OCe& 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
|8+rUFkU8 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)
*hgsS~ 图4.远场计算对话框
cwU6}*_zn =
$Yk8, 5. 在远场对话框，设置以下参数：
6UP3Ij Wavelength: 0.63
&1n0(q B Refractive index: 1.5+0i
~a)2 0 Angle Initial: -90.0
-0){C|,6 Angle Final: 90.0
L7="! I Number of Steps: 721
n8C {Okr Distance: 100, 000*wavelength
\05C'z3] Intensity
aa3Y tNpP 3p#^#1/_ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
iKO~#9OF 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
,FPgs0rrS 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
