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：
!X4m6gRaP •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
E RjMe'q4 •光栅布局
模拟和后处理分析
:$Xvq-#$| 布局layout
c>%% 'c 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
h'.B-y~c 图1.二维光栅布局
C;I:?4 ows 3% 用VB脚本定义一个2D光栅布局
;[B-!F> gTb%c84 步骤：
1O2jvt7M 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
UIC~%?oIA 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 u$<>8aMei Wafer Dimensions：
_)ZxD--Qg Length (mm): 8.5
DCKH^J Width (mm): 3.0
)1gOO{T]h? Kh7C7[& 2D wafer properties:
uc
Ph*M Wafer refractive index: Air
"sYZ3 3 点击 Profiles 与 Materials.
3c+ps;nh gMs B1 | 在“Materials”中加入以下
材料：
?izl#? Name: N=1.5
R!rj :f!> Refractive index (Re:): 1.5
c@Xb6 z_> n;LjKE Name: N=3.14
>e!Y 63` Refractive index (Re:): 3.14
j8W<iy \Vx_$E 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
w wE3N[ Name: ChannelPro_n=3.14
Ff1!+P, 2D profile definition, Material: n=3.14
Xi0 fX$-, et=i@PB) Name: ChannelPro_n=1.5
jI%glO'2 2D profile definition, Material: n=1.5
rE%H NPO -tA_"q'^ 6．画出以下波导结构：
NqM=Nu\ a. Linear waveguide 1
'"T9y=9]s Label: linear1
*p0Kw> Start Horizontal offset: 0.0
-z">ov-) Start vertical offset: -0.75
X#tCIyK,nV End Horizontal offset: 8.5
%D3Asw/5a End vertical offset: -0.75
U(2=fKK; Channel Thickness Tapering: Use Default
bnZ H Width: 1.5
\. a 7F4h Depth: 0.0
40G'3HOp Profile: ChannelPro_n=1.5
S0`u!l89( 9XhcA b. Linear waveguide 2
#^{%jlmHxJ Label: linear2
\_x~lRqJJ Start Horizontal offset: 0.5
W3jwc{lj Start vertical offset: 0.05
Vni U:A End Horizontal offset: 1.0
-""(>$b 2 End vertical offset: 0.05
q6}KOO ) Channel Thickness Tapering: Use Default
s8dP=_ ` Width: 0.1
Q na*K7kv Depth: 0.0
0:JNkXZ: Profile: ChannelPro_n=3.14
[\rzXE Y
h53Z"a 7.加入水平平面波：
5\}E4y Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
K>TEt5 Input field Transverse: Rectangular
ueEf>0 X Position: 0.5
Lngf,Of.e Direction: Negative Direction
7^syu;DT9Y Label: InputPlane1
H5*#=It 2D Transverse:
dZX;k0 Center Position: 4.5
Oh%p1 $H Half width: 5.0
Bj G fUQ Titlitng Angle: 45
5fRr d; Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
A4(k<<xjE 图2.波导结构（未设置周期）
Mh
MXn;VKj \BX9Wn*)a 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
\/b[V3<" 将Linear2代码段修改如下:
]Ljb&*IEj Dim Linear2
bu -6}T+ for m=1 to 8
n 6G&c4g<" Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
eAStpG" * Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Tv6y +l Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Yr>0Qg], Linear2.SetAttr "Depth", "0"
DF
UTQ:N Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
\01 kK) Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
eL.WP`Lz Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
)+ 'r-AF* Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
t+K 1ArQc d2TIG<6/ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
kP'm$+1or 图3.光栅布局通过VB脚本生成
z$L e ,+ Uf
M Q?(, 设置仿真参数
*Ms &WYN- 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
!c dY`f6x 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
QN|=/c<U TE simulation
Mdh]qKw
Mesh Delta X: 0.015
: dNJ2&kJ Mesh Delta Z: 0.015
:@a0h Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
+TX4," 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
KuW>^mF(I Number of Anisotropic PML layers: 15
|3 Iug 其它参数保持默认
=:!>0~ 运行仿真
XE&h&v=> • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
1z0|uc
• 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
n`@dk_%yI • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
O /:FY1 h-RhmQA=Iz 远场分析
衍射波
ec/>LJDX7 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
J Vxja<43 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
*_7/'0E(3 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
Ftd,dqd 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)
k"C'8<T)' 图4.远场计算对话框
M < .1U?_# NqGSoOjIO2 5. 在远场对话框，设置以下参数：
fFYoZ/\ Wavelength: 0.63
C/H; |3. X Refractive index: 1.5+0i
z&Aya*0v` Angle Initial: -90.0
y. 1F@w| Angle Final: 90.0
fms(_Q:R? Number of Steps: 721
wOCAGE g Distance: 100, 000*wavelength
z@w}+fYO Intensity
+95v=[t#Ut BvH?d]% 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
+S[3HX7H 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
1e7I2g 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
