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：
ul f2vD •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
MZJ]Dwt] •光栅布局
模拟和后处理分析
k0-G$|QgIp 布局layout
WQNE2Q 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Xjio Z 图1.二维光栅布局
Gfp1mev X^9d/}uTa 用VB脚本定义一个2D光栅布局
eP.Vd7ky k>jbcSY(z< 步骤：
\dQ x+f& t 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
&k7;DO 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数
!R-z% Wafer Dimensions：
<"D=6jqZ Length (mm): 8.5
jjM\. KL] Width (mm): 3.0
bI.t <; !2UOC P 2D wafer properties:
Nc Pgq?3p Wafer refractive index: Air
[+ m?G4[ 3 点击 Profiles 与 Materials.
G` fC/Le l1U=f] 在“Materials”中加入以下
材料：
D]a <4a 18 Name: N=1.5
u]+~VT1C,3 Refractive index (Re:): 1.5
ml|W~-6l [YrHA~=U Name: N=3.14
f
h#C' sn Refractive index (Re:): 3.14
[%B f<
J< Uo12gIX 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
h7*W *Bd Name: ChannelPro_n=3.14
@yXfBML?] 2D profile definition, Material: n=3.14
<<](XgR( r_e7a6 Name: ChannelPro_n=1.5
^E G\iO2X 2D profile definition, Material: n=1.5
c gz wx km^^T_ M/ 6．画出以下波导结构：
'Jf^`ZT} a. Linear waveguide 1
Y{v(p7pl Label: linear1
9Y>8= #.c Start Horizontal offset: 0.0
DrnJ;Hi" Start vertical offset: -0.75
mC?i}+4>4R End Horizontal offset: 8.5
N>(g?A;
Z+ End vertical offset: -0.75
ay "'#[ Channel Thickness Tapering: Use Default
T,xPSN2A* Width: 1.5
kg@>;(V& Depth: 0.0
Ev7J+TmXM Profile: ChannelPro_n=1.5
-C(b,F%% M?b6'd9f b. Linear waveguide 2
Le<w R Label: linear2
6 3`{.yZ*z Start Horizontal offset: 0.5
o?1 ;<gs Start vertical offset: 0.05
M?&h~V1OI~ End Horizontal offset: 1.0
2C{H$
A,pW End vertical offset: 0.05
B+^(ktZp@ Channel Thickness Tapering: Use Default
1+-_s Width: 0.1
l]~n3IK" Depth: 0.0
K=!Bh* Profile: ChannelPro_n=3.14
yaq'Lt` iyj+:t/ 7.加入水平平面波：
'47P|t Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
3 ^s/bm$g Input field Transverse: Rectangular
D]c`B X Position: 0.5
z'uK3ng\hH Direction: Negative Direction
U=hlu Label: InputPlane1
#Z6'?p9 2D Transverse:
` PYJ^I0 Center Position: 4.5
WTImRXK4 Half width: 5.0
,`ZYvF^% Titlitng Angle: 45
Hwo$tVa:= Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
~QvqG{bFB 图2.波导结构（未设置周期）
kP/ M< X" aK`@6F,]j 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。
Qs9gTBS; 将Linear2代码段修改如下:
}%Bl>M Dim Linear2
?wnzTbJN for m=1 to 8
O KF tl Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
J'N!Omz Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
[D*UT#FM Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
H[DUZ,J Linear2.SetAttr "Depth", "0"
@6l%,N<fou Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
JyR/1 W Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
vN3Zr34 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
^ bEc6`eE Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
JH:0
L pp7$J2s+j 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
Sm~l:v0% 图3.光栅布局通过VB脚本生成
o.q/O)'V u 35tu>^_#V 设置仿真参数
gY@N~'f;" 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
UI>Y0O 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
~I{n^ Q/a TE simulation
&ZL3{M Mesh Delta X: 0.015
w`q%#q Rk Mesh Delta Z: 0.015
H,N)4 ;F<c Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
r\AyN=
y 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
/4 xki_} Number of Anisotropic PML layers: 15
SR DXfkoI 其它参数保持默认
;|UF)QGa2 运行仿真
7"8hC • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
` AY_2> 7 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
ss5 m/i7 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
<!pY$ y#XbJuN/ 远场分析
衍射波
r2k2%nI-J 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
K~22\G` 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
d> {nQF;c 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
`[C!L *#, 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)
bT&: fHc 图4.远场计算对话框
gks{\ H ] /% kY0 LY 5. 在远场对话框，设置以下参数：
JGuN:c$ Wavelength: 0.63
~i `>adJ: Refractive index: 1.5+0i
=2@B& Angle Initial: -90.0
Vb9',a?#n Angle Final: 90.0
-YsLd 9^4 Number of Steps: 721
\?je Wyo Distance: 100, 000*wavelength
+wkjS r`e Intensity
IEU^#= n 1AU#%wIEP 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
zA[0mkC?$ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
{l |E:>Q2 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
