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：
d R2#n •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
dP0!?J Y •光栅布局
模拟和后处理分析
7aTo! T 布局layout
5A]IiX4Z 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
x#yL&+'?Mj 图1.二维光栅布局
]X4
A)4y ;w1?EdaO 用VB脚本定义一个2D光栅布局
x9r5 ;5TI Nx4_Oc^hY 步骤：
.E :QZH' M 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
v ?@Ys+V 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 eK\ O > Wafer Dimensions：
w91gM*A Length (mm): 8.5
(n7 v $A Width (mm): 3.0
e#`wshtN: oD_'8G} 2D wafer properties:
"El$Sat` Wafer refractive index: Air
<~# ZtD$G 3 点击 Profiles 与 Materials.
SPA_a\6_ xy `aR< L 在“Materials”中加入以下
材料：
kK!An!9 C Name: N=1.5
\2i4]V Refractive index (Re:): 1.5
P(f Tlrb a E.T%xR Name: N=3.14
ehj&A+Ip Refractive index (Re:): 3.14
pLMki=.Ld cT^,[ 3i:c 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
CD1}.h Name: ChannelPro_n=3.14
(_-<3)q4 2D profile definition, Material: n=3.14
w C]yE\P1 %t M]|!yw Name: ChannelPro_n=1.5
}_}C ^ 2D profile definition, Material: n=1.5
M9*7r\hqYV En 3Q % 6．画出以下波导结构：
B&|F9Z6D a. Linear waveguide 1
k{Yj!C>
# Label: linear1
k <ds7k1m Start Horizontal offset: 0.0
{ /12.y=)~ Start vertical offset: -0.75
[r_,BH\nu End Horizontal offset: 8.5
V_Kpb*3 End vertical offset: -0.75
l){l*~5zl2 Channel Thickness Tapering: Use Default
7(na?Z$
Width: 1.5
FX )g\=ov Depth: 0.0
OtJYr1: y_ Profile: ChannelPro_n=1.5
9ZUG~d7_ cX"[#Em# b. Linear waveguide 2
HB`u@9le Label: linear2
?,NZ /n Start Horizontal offset: 0.5
C/%umazP9 Start vertical offset: 0.05
8m1 @l$ End Horizontal offset: 1.0
%b'ic End vertical offset: 0.05
) K>XLaG) Channel Thickness Tapering: Use Default
<QT u" i Width: 0.1
/Q5pA n -u Depth: 0.0
laqKP+G Profile: ChannelPro_n=3.14
/ 78gXHv :6PWU$z$7 7.加入水平平面波：
NS6Bi3~ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
cqr!* Input field Transverse: Rectangular
!TP8LQ X Position: 0.5
L+bO
X Direction: Negative Direction
;Avd$&:: Label: InputPlane1
sIdo(`8$ 2D Transverse:
]oP2T:A Center Position: 4.5
j2deb`GD Half width: 5.0
WaF<qhu* Titlitng Angle: 45
MX6*waQ-< Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
ukv
_bw 图2.波导结构（未设置周期）
e V^ @kI4 +[`N|x< 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。
PTIC2 将Linear2代码段修改如下:
h=YY>
x Dim Linear2
Hkg^ for m=1 to 8
1K^ blOLXe Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
6#6Ve$Vl] Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
:+ @-F>Q Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
6tI7vLmG Linear2.SetAttr "Depth", "0"
>>Hsx2M Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
zC!]bWsD Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
o1MI&}r Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
FyJI@PZdI- Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
?(>7v[=iT -'3vQXj& 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
n_AW0i . 图3.光栅布局通过VB脚本生成
lYv : [nn/a?Z4 S 设置仿真参数
AvRZf-Geg 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
: aLShxKA 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
9fMg? TE simulation
KMhoG.$Ra Mesh Delta X: 0.015
2V / A% Mesh Delta Z: 0.015
^v*ajy.> Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
-aLBj?N c[ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
M:6H%6eT Number of Anisotropic PML layers: 15
yfiRMN"2 其它参数保持默认
+che Lc 运行仿真
_a8^AG • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
IE: x&q`3 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
}f ZT$'*; • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
a2v UZhkR H B {w: 远场分析
衍射波
!;pmql 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
^=b J
_' 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
HGfYL')Z 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
k^z)Vu|f. 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)
] $$ciFM 图4.远场计算对话框
JVwYV5-O<0 .
Uv7{( 5. 在远场对话框，设置以下参数：
x `{ni6} Wavelength: 0.63
K:z|1 V Refractive index: 1.5+0i
G~a;q+7v'$ Angle Initial: -90.0
Sq/M
%z5' Angle Final: 90.0
:IV4]` Number of Steps: 721
&at>pV3_ Distance: 100, 000*wavelength
Ig"Krz Intensity
3%{XJV }h5pM`|1 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
zOLt)2-< 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
K_ Y0 ;!W 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
