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：
A%GJ|h ,i •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Iewq?s\Fo •光栅布局
模拟和后处理分析
+\W"n_PPy 布局layout
&>s(f-\8 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
md ZEL Ru 图1.二维光栅布局
<!+o8z] ^-AC tA) 用VB脚本定义一个2D光栅布局
.1pEq~> |hdh4P$+| 步骤：
B}M J ?uvA 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
/C(L(X 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Wt `D Wafer Dimensions：
w(G(Q>GI Length (mm): 8.5
N!m%~},s// Width (mm): 3.0
z N
t7DK <pE G8_{} 2D wafer properties:
<]9Mg fAe
Wafer refractive index: Air
{ c J6Lq& 3 点击 Profiles 与 Materials.
JJ+< ?CeHD p;5WLAF 在“Materials”中加入以下
材料：
(8*lLZ Name: N=1.5
^s?wnEo;j Refractive index (Re:): 1.5
ko:I.6- K <G&v Name: N=3.14
7'8O*EoB' Refractive index (Re:): 3.14
~FsUK;? 3Yf$WE8#l 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
yp4G"\hN9 Name: ChannelPro_n=3.14
;?[~] " 2D profile definition, Material: n=3.14
=&p bh p']AXJ`Z Name: ChannelPro_n=1.5
=; `YtOL 2D profile definition, Material: n=1.5
,qfa,O [D,:=p` 6．画出以下波导结构：
roA1= G\Q a. Linear waveguide 1
Ax%Bn kU Label: linear1
ku{aOV% Start Horizontal offset: 0.0
_kd |:, Start vertical offset: -0.75
K]u|V0c End Horizontal offset: 8.5
|")x1' M End vertical offset: -0.75
LBE ".+ Channel Thickness Tapering: Use Default
YNXk32@j@e Width: 1.5
Y/^<t'o& Depth: 0.0
"h2Ny# Profile: ChannelPro_n=1.5
C1/jA>XW -hzza1DP b. Linear waveguide 2
s/^k;qw Label: linear2
47 RY pd Start Horizontal offset: 0.5
+doT^&2u* Start vertical offset: 0.05
|W <:rT End Horizontal offset: 1.0
z(W pOD End vertical offset: 0.05
ypd?mw&1} Channel Thickness Tapering: Use Default
!BX62j\? Width: 0.1
3wE8y& Depth: 0.0
lP
e$AI Profile: ChannelPro_n=3.14
.#@D n( *I 67SBt 7.加入水平平面波：
r83~o/T@ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
hkJZqUA Input field Transverse: Rectangular
)
b10%n^ X Position: 0.5
R
u5&xIQ Direction: Negative Direction
W,~1 KUTc Label: InputPlane1
~D5MAEazS 2D Transverse:
G|lI=Q3f Center Position: 4.5
gp)ds^ Half width: 5.0
;N\?]{ L Titlitng Angle: 45
PR?cl g=z Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
H1nQ.P]_ 图2.波导结构（未设置周期）
_);Kb/ cnthtv+(~ 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。
1 =<| h 将Linear2代码段修改如下:
6\;1<Sw* Dim Linear2
f>dkT'4 for m=1 to 8
v I'> $ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
>#?: x* [ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
pCc7T-"og Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
_|ib@Xbin Linear2.SetAttr "Depth", "0"
9C;Y5E~'L Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
gN( hv.nQ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
1RbYPX Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
<&:&qn gg Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
"6yiQ\`J 3+3m`%G 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。
Q ~JKKq 图3.光栅布局通过VB脚本生成
1`lFF_stkP fR4l4 GU?) 设置仿真参数
&. hRVW( 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
L_"(A
#H: 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
n-3j$x1Ne TE simulation
,,@`l\Pgd Mesh Delta X: 0.015
`HG 19_Z Mesh Delta Z: 0.015
=jc8=h[F< Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Lc<xgN+cJ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
ACO4u<M) Number of Anisotropic PML layers: 15
2j7d$y*' 其它参数保持默认
b',bi.FH 运行仿真
vQ mackY • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
rJZs
5g` • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
8$ZSF92C • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
\Z20fh2 Gr$*t ,ZW 远场分析
衍射波
h#>L:Wf5E 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
gvqd 1?0w 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
ll\^9
4]Q 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
9C}aX }` 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)
$H-D9+8 7 图4.远场计算对话框
eD{ @0& ' P`p.5nH 5. 在远场对话框，设置以下参数：
H
r^15 Wavelength: 0.63
XYHCggy Refractive index: 1.5+0i
~}-p5 q2 Angle Initial: -90.0
*rcuhw"^b# Angle Final: 90.0
LQ\
ELJj Number of Steps: 721
BX(d"z b< Distance: 100, 000*wavelength
8o 7]XZE=) Intensity
e=o{Zo?H= x56
F 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
YD46Z~$ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
cbCE
$ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
