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：
qtrN=c3x •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
>^:*x_a9 •光栅布局
模拟和后处理分析
kx{LY`pY 布局layout
#ME!G/ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
c~``)N 图1.二维光栅布局
B_Ul&V aC90IJ8^ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
c V$an (fA>@5n 步骤：
#)r^ZA&E 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Sy@)Q[A 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 +P! ibHfP Wafer Dimensions：
VdL *"i Length (mm): 8.5
f`<elWgc" Width (mm): 3.0
t| PQ4g< zEVQ[y6BcM 2D wafer properties:
6.Jvqn Wafer refractive index: Air
B%7Az!GX
3 点击 Profiles 与 Materials.
2t7P| b~V1 +$}3=n34) 在“Materials”中加入以下
材料：
Y5{KtW Name: N=1.5
< uYrYqN Refractive index (Re:): 1.5
%<)!]8}P* l*>,K2F Name: N=3.14
VQ"Z3L3-4 Refractive index (Re:): 3.14
gU&y5s~ lf w| Q@ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Wu~cy}\ Name: ChannelPro_n=3.14
,B~5;/ | 2D profile definition, Material: n=3.14
PZ >(cvX& J Bgq2 Name: ChannelPro_n=1.5
;FGS(.mjlC 2D profile definition, Material: n=1.5
{j6$'v )0 U)[L KO1 6．画出以下波导结构：
A` ~R\ j a. Linear waveguide 1
t zShds Label: linear1
1=Kt.tuf Start Horizontal offset: 0.0
7{Lp/z%r Start vertical offset: -0.75
1Q_Q- Z End Horizontal offset: 8.5
iE EP~ End vertical offset: -0.75
a<0q%A x Channel Thickness Tapering: Use Default
z:a7)z Width: 1.5
(|\%)v H- Depth: 0.0
0tz? sN Profile: ChannelPro_n=1.5
RNF%i~nhO *sQ.y
{ b. Linear waveguide 2
cQkj{u Label: linear2
4bCA "QM[[ Start Horizontal offset: 0.5
U! {~L$S Start vertical offset: 0.05
:7M%/ #Fy End Horizontal offset: 1.0
0bpGPG's& End vertical offset: 0.05
KPVu-{_Fi Channel Thickness Tapering: Use Default
!gJTKQX4 Width: 0.1
H u9nJ Depth: 0.0
/lC,5y Profile: ChannelPro_n=3.14
?)ct@,Ek$ 2n+ud ?|l 7.加入水平平面波：
3:O| p[2)L Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
2$o#b . Input field Transverse: Rectangular
R$ !] z( X Position: 0.5
u/<ZGW(&s( Direction: Negative Direction
M]|]b-# Label: InputPlane1
?0'e_s 2D Transverse:
l{*m-u 5&; Center Position: 4.5
a ~YrQI- @ Half width: 5.0
|$;4/cKfy Titlitng Angle: 45
%"c OX Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
&.(iS 图2.波导结构（未设置周期）
nuDu RH{+8?0 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
dt@~8kS 将Linear2代码段修改如下:
!?R#e`} Dim Linear2
.820~b0 for m=1 to 8
TMD\=8Na Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
# > I _ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
u$CN$ynS Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
M @l |n Linear2.SetAttr "Depth", "0"
W\($LD"X Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
z;?ztpa@ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
)3A+Ell` Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
bo/<3gR Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
'%ByFZ zi <& 3[|Ca 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
Y} xM&% 图3.光栅布局通过VB脚本生成
r@zs4N0WP Zn0 a)VH%
设置仿真参数
uF|Up]Z G 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
[NJ2rQ /w7 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
H0 Z o.Np TE simulation
!4!qHJISa Mesh Delta X: 0.015
b)x0;8< Mesh Delta Z: 0.015
}
xA@3RT Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
n&o"RE 0~0 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
C~ A`h=A< Number of Anisotropic PML layers: 15
N
p*T[J 其它参数保持默认
.%dGSDru 运行仿真
;&gk)w6* • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
; w+ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
r`"T{o\e • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
k q]E@tE*3 ~ES%=if~Y 远场分析
衍射波
6`iYIXnz 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
8ki3>"!A 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
b%*`}B 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
u,nn\>Y 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
qo u\4YZ 图4.远场计算对话框
*/J YP + Qd\ ='*:! 5. 在远场对话框，设置以下参数：
)t3`O$J Wavelength: 0.63
6FJ*eWPC Refractive index: 1.5+0i
/F9Dg<#a Angle Initial: -90.0
>itNa.K Angle Final: 90.0
Qe7=6< Number of Steps: 721
oemN$g &7 Distance: 100, 000*wavelength
*!TQC6b$ Intensity
livKiX` wd f;LM 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
fVgN8b|&' 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
YlUh|sK7m 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
