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：
_:J*Cm[q •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
pOga6'aB) •光栅布局
模拟和后处理分析
K:5eek 布局layout
h`5)2n+ P 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
I*\ ^,ow 图1.二维光栅布局
M> l^%` H?yE3 w 用VB脚本定义一个2D光栅布局
J]pa 4C` }
/:\U
p 步骤：
S KXD^OH 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
.q;ED`G 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ^O6* e]C$ Wafer Dimensions：
oq;'eM1 ,. Length (mm): 8.5
HDIk9WC^ Width (mm): 3.0
5bX6#5uP1 9 E1W|KE 2D wafer properties:
"uD= KlA Wafer refractive index: Air
w1|Hy2D`0 3 点击 Profiles 与 Materials.
TGV r;qzo . 在“Materials”中加入以下
材料：
j+^L~, S Name: N=1.5
.FP$ IWt/1 Refractive index (Re:): 1.5
"x*-PFT $=aI "(3& Name: N=3.14
{0y u Refractive index (Re:): 3.14
\4bWWy :tGYs8UK 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
vR hnX Name: ChannelPro_n=3.14
kA#vByf`v 2D profile definition, Material: n=3.14
d"T Ht} G?hK9@ |v Name: ChannelPro_n=1.5
O/OiQ^T 2D profile definition, Material: n=1.5
[}o~PN:sT( <GIwRVCU 6．画出以下波导结构：
F0dI/+ a. Linear waveguide 1
GJQc!cqk Label: linear1
%3=J*wj>D Start Horizontal offset: 0.0
(#Mp 5C'X Start vertical offset: -0.75
TEVI'%F End Horizontal offset: 8.5
^toAw8A=@0 End vertical offset: -0.75
TKI$h c3|L Channel Thickness Tapering: Use Default
8{I"q [ GZ Width: 1.5
%:u[MBe , Depth: 0.0
FG anxv@15 Profile: ChannelPro_n=1.5
d*]Ew=^L F@vbSFv)/ b. Linear waveguide 2
& 0v.E"0< Label: linear2
.;I29yk\XS Start Horizontal offset: 0.5
_sMs}?^ Start vertical offset: 0.05
dcq#TBo8 End Horizontal offset: 1.0
lZ+!H=` End vertical offset: 0.05
E5G{B'%j Channel Thickness Tapering: Use Default
2(#Ks's? Width: 0.1
>bm|%Ou" Depth: 0.0
Tz-X o Profile: ChannelPro_n=3.14
{aDFK;qG. ;j} yB 7.加入水平平面波：
VcgBLkIF Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
:@. ; Input field Transverse: Rectangular
'3 ,\@4 X Position: 0.5
^Udv]Wh Direction: Negative Direction
+]!lS7nsW Label: InputPlane1
Ka-p& Uv1< 2D Transverse:
/g.]RY+u|x Center Position: 4.5
c{3rl;Cs Half width: 5.0
_PXdzeI. Titlitng Angle: 45
G*n2Ii Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
UH3t(o7O 图2.波导结构（未设置周期）
vK $^y^ Np,2j KF( 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。
%%}A|, 将Linear2代码段修改如下:
,E*R,'w
Dim Linear2
mN}7H:, for m=1 to 8
IB$7`7 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
(Wj 2?k/] Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
9K"JYJ
q 2 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
fC<m^%*zgA Linear2.SetAttr "Depth", "0"
v.g"{us Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
X"*^l_9-v Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
F]=B'ZI Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
?b:_AO& Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
}DIF%}UK\ ]H[8Z|i"" 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
B ;t=B_oK 图3.光栅布局通过VB脚本生成
tFh|V
pB tk?UX7F 设置仿真参数
hu@7?f_"L/ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
W |U tY `1 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
;=;JfNn bm TE simulation
uHM@h{r Mesh Delta X: 0.015
:7b-$fm Mesh Delta Z: 0.015
:`W|h E^ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
o$J6 ~dn 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
GESXc $E8 Number of Anisotropic PML layers: 15
f(Hu {c5yV 其它参数保持默认
8jnz}aBd 运行仿真
e3(<8]`b[ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
!]b@RU U • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
8Qrpa o • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
+;gsRhWk @.9I3E-= 远场分析
衍射波
^ddO&! U 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
TSto9 $}* 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
lOerrP6f( 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
Pl 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
8vD3=y K%^ 图4.远场计算对话框
ok0X<MR!I TQ'E5^ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
optBA3@e! Wavelength: 0.63
j\2[H ^
Refractive index: 1.5+0i
32>x^>G=> Angle Initial: -90.0
h)dRR_ Angle Final: 90.0
IN !02`H Number of Steps: 721
vDE | sT Distance: 100, 000*wavelength
Ps>&"k$T Intensity
Z^_>A)<s< (B#( Z= 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
u-><}OV f~ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Ci\ ? ^ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
