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：
Q#vur o •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
~xA' -N/ •光栅布局
模拟和后处理分析
d vUJk<;w 布局layout
L >xN7N3&m 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
jaDZP X-yS 图1.二维光栅布局
v/(< fI^ Qg4qjX](? 用VB脚本定义一个2D光栅布局
iHR?]]RF Iunt!L 步骤：
N L~} 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
./[t'dgC 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 2avSsN{^ Wafer Dimensions：
4s3n|6 v Length (mm): 8.5
dhV =;'
Width (mm): 3.0
j]kx~ rH & ^SNc 2D wafer properties:
PInU -"gG Wafer refractive index: Air
7kj#3(e 3 点击 Profiles 与 Materials.
wG -X833\( " Z#&A 在“Materials”中加入以下
材料：
<b{ApsRJf Name: N=1.5
]"F0"UH, Refractive index (Re:): 1.5
;K`qSX;;c( "tm2YUG},s Name: N=3.14
8+lM6O ~! Refractive index (Re:): 3.14
L0Xb^vx}m "S*lI^8Z! 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
#lF8"@)a-$ Name: ChannelPro_n=3.14
l'mgjv~ 2D profile definition, Material: n=3.14
eB5; wH poQY X5 Name: ChannelPro_n=1.5
- 3F|)qwK 2D profile definition, Material: n=1.5
X 5pp8 ~ Q]66v$ 6．画出以下波导结构：
)ASI 41 a. Linear waveguide 1
c:4 i&|n Label: linear1
IhY[c/ |i Start Horizontal offset: 0.0
U^:+J-z{ Start vertical offset: -0.75
@G^
l`% End Horizontal offset: 8.5
7H9&\ur9+ End vertical offset: -0.75
"Q-TLN5( Channel Thickness Tapering: Use Default
pWK7B`t Width: 1.5
_6xC4@~h* Depth: 0.0
':6`M Profile: ChannelPro_n=1.5
<`n T+c RCg Z GP b. Linear waveguide 2
0c
/xE<h Label: linear2
P^T]U bv" Start Horizontal offset: 0.5
SW#
5px` Start vertical offset: 0.05
FUiEayM End Horizontal offset: 1.0
NRgN h5/ End vertical offset: 0.05
sO,,i]a0 Channel Thickness Tapering: Use Default
w+z~Mz}Vz Width: 0.1
L;wzvz\+ Depth: 0.0
[y&yy|*\ Profile: ChannelPro_n=3.14
Hq ]f$Q6: p0>W}+8fF 7.加入水平平面波：
l'y)L@|Qrh Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Wz;7 |UC Input field Transverse: Rectangular
'QeCJ5p] X Position: 0.5
[x{'NwP? Direction: Negative Direction
STtjkZ6 Label: InputPlane1
MV'q_{J 2D Transverse:
D!^&*Ia?2 Center Position: 4.5
R m>AU= Half width: 5.0
33:{IV;k Titlitng Angle: 45
_H} 8 eU Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
8{^zXJi]m 图2.波导结构（未设置周期）
)7f;FWI #R-l2OO^] 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
p.~hZ+ x_ 将Linear2代码段修改如下:
U9 [QdC Dim Linear2
vtk0 j for m=1 to 8
qT5q3 A(8 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
{(Jbgsxm Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
1Tm,#o Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
9kZ[Z
,=> Linear2.SetAttr "Depth", "0"
NGIt~"e7R4 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
;&RBg+Pr Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Ymt.>8L Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
}M7{~ov#s Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
3)cH\gsg9 (JenTL`%u 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
@
LPs.e 图3.光栅布局通过VB脚本生成
m~c6b{F3Z- " {>BP$Jz 设置仿真参数
||yx?q6\h 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
>h)D~U(H 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
? DJ/Yw>>3 TE simulation
UZvF5Hoe+O Mesh Delta X: 0.015
uC$!|I Mesh Delta Z: 0.015
Lp31Y . 4 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
bAOL<0RS9` 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
(`'(`x# Number of Anisotropic PML layers: 15
l5P!9P 其它参数保持默认
=^ZDP1h/} 运行仿真
c6-~PKJL • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
aN UU' [ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
V) xwl vX • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
ZQ1,6<^9i[ x_L5NsO: 远场分析
衍射波
]8 vsr$E# 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
[Z]%jABR 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
6K Cv 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
-qyhg-k6 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)
BcXPgM!Xqz 图4.远场计算对话框
7! sR%h5p u0;k_6N 5. 在远场对话框，设置以下参数：
\gC h'3 Wavelength: 0.63
d#(ffPlq Refractive index: 1.5+0i
CWdpF>En Angle Initial: -90.0
unvS `>)Np Angle Final: 90.0
Z X0 #I W Number of Steps: 721
u!CcTE * Distance: 100, 000*wavelength
z"%{SI^ Intensity
zQ~N(Jj?h tn 38T% 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
RoFoEp 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
E[NszM[P 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
