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：
7=wQ#bq"1P •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
hn&NypI •光栅布局
模拟和后处理分析
b!EqYT 布局layout
3 )^ 2X 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
%3K'[2F 图1.二维光栅布局
m[N&UM# 4!M0)Nix 用VB脚本定义一个2D光栅布局
I|/|\ ]jmZ5h#[ 步骤：
'
#t1e] 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
$nf
% <Q 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Sc]h^B^7 Wafer Dimensions：
sY}0PB Length (mm): 8.5
^h<ElK Width (mm): 3.0
7B)@ aUj$ EY :EpVin 2D wafer properties:
IPY[ x| Wafer refractive index: Air
Z= pvo TY 3 点击 Profiles 与 Materials.
ar`}+2Qh0 eTtiAF=bW 在“Materials”中加入以下
材料：
( Y?}'? Name: N=1.5
7'{Y7]+z+ Refractive index (Re:): 1.5
C*Y0GfW= s*>B"#En Name: N=3.14
$A: ?o?"7} Refractive index (Re:): 3.14
*+ O s*kSl:T @O 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
0gKSjTqo Name: ChannelPro_n=3.14
O ;#0Yg 2D profile definition, Material: n=3.14
Xpmi (~n z8PV&o Name: ChannelPro_n=1.5
H)+w kR!~ 2D profile definition, Material: n=1.5
UzkX;UA "Z
a}p|Ct 6．画出以下波导结构：
!h* F58 a. Linear waveguide 1
<QK2Wc_}-" Label: linear1
# 9ZO1\ Start Horizontal offset: 0.0
n{%[G2.A Start vertical offset: -0.75
pH?"@ End Horizontal offset: 8.5
/.1h _[K] End vertical offset: -0.75
O~F8lQ Channel Thickness Tapering: Use Default
{/qq *0wa Width: 1.5
wOl]N2< Depth: 0.0
ur/:aI Profile: ChannelPro_n=1.5
s|Zv>Qt uo^tND4a;j b. Linear waveguide 2
S#Pni}JD Label: linear2
@p7*JLO Start Horizontal offset: 0.5
!~f!O"n)3r Start vertical offset: 0.05
tp +H]H3 End Horizontal offset: 1.0
::k/hP9.^ End vertical offset: 0.05
ey[+"6Awne Channel Thickness Tapering: Use Default
+q~ dS . Width: 0.1
>Co5_sCe Depth: 0.0
Y/n],(t) Profile: ChannelPro_n=3.14
(wEaw|Z x =a./HCF 7.加入水平平面波：
j1P#({z[ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
4kf8Am( Input field Transverse: Rectangular
;rh@q4# X Position: 0.5
k*= #XbX Direction: Negative Direction
?{-y? %y Label: InputPlane1
_WHGd&u 2D Transverse:
J]4Uh_>) Center Position: 4.5
UxVxnJ_ Half width: 5.0
F%q}N,W Titlitng Angle: 45
H5p&dNO Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
\ @:mq]Y 图2.波导结构（未设置周期）
#vvQ 1ub s4{ >7`N2 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。
2z0 27P-Q 将Linear2代码段修改如下:
p EbyQ[ Dim Linear2
."JtR
for m=1 to 8
6J%yo[A(w Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
'"Y(2grP Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
si3@R?WR6* Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
.uu[MzMIu Linear2.SetAttr "Depth", "0"
G![JRJxQ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
"\M^jO Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
'#@tovr Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
R8<P}mv Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
InR/g@n+D1 dgM@|&9*m 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。
:Z5Twb3h 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Eh&HN-& 6'1m3<G_ 设置仿真参数
vmK`QPu 2 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Omy<Y@$ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
%.VFj7J TE simulation
ua>Y I Mesh Delta X: 0.015
0Wc8\c Mesh Delta Z: 0.015
'?MT " G Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
/#I~iYPe 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
U/3 <p8 Number of Anisotropic PML layers: 15
Ov PTgiI!N 其它参数保持默认
,$<="kJk 运行仿真
(S1Co&S X • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
hTVA^j(w • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
s+OXT4>+ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
l's*HExR Doc_rQYku 远场分析
衍射波
Tg ~SGAc 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
tDIQ= 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
TdWatvY5p 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
Y ]6kA5 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
@j|=M 7B 图4.远场计算对话框
'WQ ?%da 9S]]KE Gn4 5. 在远场对话框，设置以下参数：
p?XVO# Wavelength: 0.63
o6T'U#7P Refractive index: 1.5+0i
3r-oZ8/n Angle Initial: -90.0
UY$Lqe~ Angle Final: 90.0
x|lX1Mh$ Number of Steps: 721
,37\8y?o\ Distance: 100, 000*wavelength
cHjnuL0fsy Intensity
G=l-S\0@ pDV8B/{ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
|g,99YIv> 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
].r~?9'/ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
