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：
DJUtuex •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
4f,x@:Jw •光栅布局
模拟和后处理分析
eQj/)@B:V 布局layout
pQ8+T|0x 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
#1R
%7*$i 图1.二维光栅布局
h (2k;M^s 1A`";E& 用VB脚本定义一个2D光栅布局
d5hE!= b"9,DQB=i 步骤：
s6uAF(4, 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
_Oq\YQb v 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 &.B6P|N' Wafer Dimensions：
N3) v,S- Length (mm): 8.5
Eq{TZV Width (mm): 3.0
5Bo)j_Qo v^'~ -^s
2D wafer properties:
c-d}E!C: Wafer refractive index: Air
Xi.?9J`@ 3 点击 Profiles 与 Materials.
:DJ@HY 3R {y68-S 在“Materials”中加入以下
材料：
C"<@EMU9 Name: N=1.5
wt;aO _l Refractive index (Re:): 1.5
oJ:J'$W( R3A^VE;qP Name: N=3.14
;0'v`ob'.? Refractive index (Re:): 3.14
Xg,BK0O bk]|C!7$ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_!zY(9% Name: ChannelPro_n=3.14
qZe"'"3M 2D profile definition, Material: n=3.14
M5uN1* IIk J"Qg. Name: ChannelPro_n=1.5
X Rn=;gK%J 2D profile definition, Material: n=1.5
2F i*)\{ wn&2-m*a 6．画出以下波导结构：
pJ[Q.QxU a. Linear waveguide 1
`>Cx!sYhV Label: linear1
PQ>J oRs Start Horizontal offset: 0.0
-yeT $P&| Start vertical offset: -0.75
tw66XxE End Horizontal offset: 8.5
k9n93I|Cm End vertical offset: -0.75
R8l 9i2 Channel Thickness Tapering: Use Default
iY-dM(_:] Width: 1.5
,H*3_c&Q Depth: 0.0
Rd)QVEk>SD Profile: ChannelPro_n=1.5
" T|\ "L]_NS T b. Linear waveguide 2
S J5kA` Label: linear2
S6]': Start Horizontal offset: 0.5
4KCxhJq Start vertical offset: 0.05
$]FWpr%) End Horizontal offset: 1.0
zu#o<6E{ End vertical offset: 0.05
*rLs!/[Z_ Channel Thickness Tapering: Use Default
pC6_
jIZ Width: 0.1
$$a"A(Y Depth: 0.0
}8HLyK,4 Profile: ChannelPro_n=3.14
e 3K Cp%|Q.? 7.加入水平平面波：
8{C3ijR Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
|Bp?"8%*l Input field Transverse: Rectangular
4%TC 2Laii X Position: 0.5
DN+`Q{KS Direction: Negative Direction
z( wXs&z; Label: InputPlane1
i(WWF#N 5 2D Transverse:
lK-I[i! Center Position: 4.5
cc[w%jlA# Half width: 5.0
/03>|Juo Titlitng Angle: 45
cF6|IlhO Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
E' Bt1 u 图2.波导结构（未设置周期）
}1V&(#H 2 C7{w I`~ 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。
]l%j>Vb!L 将Linear2代码段修改如下:
_D~a4tgS Dim Linear2
Gsb]e for m=1 to 8
^|Y!NHYH$Z Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
c\ Dv3bF Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
x?3p 3[y Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
DxlX- Linear2.SetAttr "Depth", "0"
* XJSa Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
E O5Vg Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
QU t!fF@t Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
DcOLK\ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
b}fH$.V@ '&9b*u";x( 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|N EU-oy 图3.光栅布局通过VB脚本生成
?V0IryF; gnQd#` 设置仿真参数
9g7T~|P 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Dg@6o 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
/=N`P &R# TE simulation
'Gk|&^ Mesh Delta X: 0.015
7$ 'j a Mesh Delta Z: 0.015
@bZb#,n] Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
f c9 1D]c 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
wNlp4Z'[ Number of Anisotropic PML layers: 15
}sFHb[I & 其它参数保持默认
1W U-gQki! 运行仿真
Vh&uSi1V • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
s[hD9$VB> • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
;/v^@ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
m\(a{x TtzB[F 远场分析
衍射波
{0? 76| 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
N67m=wRx 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
uZfo[_g0S 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
^dro*a, 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)
u URf 图4.远场计算对话框
~Y{K ^:wN^ uB \A8zC 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Ae"B]Cxb_X Wavelength: 0.63
PH 6uP] Refractive index: 1.5+0i
y0 xte& Angle Initial: -90.0
+p2)uXqW Angle Final: 90.0
"h
"vp&A Number of Steps: 721
, vWcWT Distance: 100, 000*wavelength
~sOAm Intensity
> B==*,| jN'zNOV~ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
B9 ]KC i 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
S;Vj5 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
