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：
=f@O~nGm •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
%Hv$PsSJ •光栅布局
模拟和后处理分析
(Br$(XJoK} 布局layout
t )Z2"_5 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
IcL3.(!]l 图1.二维光栅布局
!boKrSw Z{#^lhHx 用VB脚本定义一个2D光栅布局
DjOFfD\MF .Q" 3 [ 步骤：
y- k?_$ M 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
)xQxc. 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 J'9&dt Wafer Dimensions：
4W9 !_:j(j Length (mm): 8.5
h x4!P( o1 Width (mm): 3.0
;TSnIC)c |}Mkn4 2D wafer properties:
\$;\,p p Wafer refractive index: Air
{%D
"0* ^ 3 点击 Profiles 与 Materials.
dQM# -t4* 4:r^6m%% 在“Materials”中加入以下
材料：
|U nTd$m Name: N=1.5
P},S[GaZ Refractive index (Re:): 1.5
VK`_ Qc#B uW>AH@Pij Name: N=3.14
-Kg@Sj/U}R Refractive index (Re:): 3.14
yD1*^~ loJ t ) XV'J 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
L:Wy- Z Name: ChannelPro_n=3.14
i?=3RdP/R1 2D profile definition, Material: n=3.14
};o R x) 3\=8tg p Name: ChannelPro_n=1.5
C *Ws6s>+z 2D profile definition, Material: n=1.5
w2]1ftY ^'EE ry 6．画出以下波导结构：
uNd ;; X a. Linear waveguide 1
h83 ho Label: linear1
~ $r^Ur!E\ Start Horizontal offset: 0.0
pE `Q4: <A Start vertical offset: -0.75
W}L =JJo}, End Horizontal offset: 8.5
lG# &Pv>- End vertical offset: -0.75
sbK 0OA Channel Thickness Tapering: Use Default
s ^C*uP;R Width: 1.5
A!^K: S:@ Depth: 0.0
{(a@3m~a% Profile: ChannelPro_n=1.5
a]X6) 6 w2{k0MW b. Linear waveguide 2
VPN@q<BV Label: linear2
9}}D -&Mc Start Horizontal offset: 0.5
{h9#JMIA Start vertical offset: 0.05
!YJdi~q
End Horizontal offset: 1.0
vJ"@#$. End vertical offset: 0.05
KD,b.s Channel Thickness Tapering: Use Default
oPa 2GW8 Width: 0.1
U^pe/11)H Depth: 0.0
}$qy_Esl Profile: ChannelPro_n=3.14
u x:,io gFDP:I/ ` 7.加入水平平面波：
|lJXI:G G Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
?'T>/< ( Input field Transverse: Rectangular
00;=6q]TA X Position: 0.5
?-@h Nrx Direction: Negative Direction
g<,v2A Label: InputPlane1
;/oMH/ ,U8 2D Transverse:
ZLL0 6p Center Position: 4.5
J|xqfY@+ Half width: 5.0
boN)C?"^h Titlitng Angle: 45
?WAlW ,H> Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
&7@6Y {!/
图2.波导结构（未设置周期）
P45q}v JC =Bxv 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。
N# ,4BU 将Linear2代码段修改如下:
|q I_9#M\( Dim Linear2
;7m>40W for m=1 to 8
&q":o 'q Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
#G*z{BRQ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
g VG :z_6 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
i}wu+<Mk Linear2.SetAttr "Depth", "0"
<EBp X Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
.f jM9 G# Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
x[ (2}Qd Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
.mok.f<G_m Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
c&0IJ7fZG PKj A@+ 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。
R8],}6,;E} 图3.光栅布局通过VB脚本生成
tY[y ? DJ m2 _&rjGz 设置仿真参数
q>Q|:g&: 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
pM#:OlqC 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
}*R" yp TE simulation
Hfc^<q4a. Mesh Delta X: 0.015
{g @
*jo& Mesh Delta Z: 0.015
N}dJ)<(2~ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
;^rZ"2U
l 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Np/[MC Number of Anisotropic PML layers: 15
!o .g2 其它参数保持默认
<c\aZ9+V 运行仿真
I) Y$?" • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
t: [[5];E • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
=r_ S MTu • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
l|&|+u# @8CD@SDv 远场分析
衍射波
Vm6^'1CY 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
rBny*! n 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
ho(Y?'^t3 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
mR0@R;,p 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
N@A#e/8 图4.远场计算对话框
Jhj]rsGk Jp=
(Q]ab 5. 在远场对话框，设置以下参数：
o&CvjE
Wavelength: 0.63
94a _ W9 Refractive index: 1.5+0i
ZDVaKDqZ_ Angle Initial: -90.0
hqBwA1](a Angle Final: 90.0
1i>)@{P&BN Number of Steps: 721
S((8DSt* Distance: 100, 000*wavelength
}Ns_RS$ Intensity
~(&xBtg: } f
a\cLC 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
/NkZ;<uxJ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
] 3I_H+hU 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
