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：
&k{@: z •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
1X9sx&5H •光栅布局
模拟和后处理分析
hQ 8{
A7 布局layout
q{JD]A : 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
\1B*iW 图1.二维光栅布局
da^9Fb {S&&X&A`v 用VB脚本定义一个2D光栅布局
bKaV]Uy bo"I:)n; 步骤：
BR%: `uiQ< 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
r#~6FpFVK^ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 aY+>85?g Wafer Dimensions：
=UP)b9*h Length (mm): 8.5
hP#&]W3: Width (mm): 3.0
&boB u^,94 UX9o 2D wafer properties:
6%xl}z]o Wafer refractive index: Air
Z,&ywMm /G 3 点击 Profiles 与 Materials.
bcE DjLXq wIiT
:o 在“Materials”中加入以下
材料：
g?+P &FL#I Name: N=1.5
6a!X`%N= Refractive index (Re:): 1.5
TPzoU"
qh JZ7-?
o Name: N=3.14
x[kdQj2[& Refractive index (Re:): 3.14
OWkK] O u!S{[7 FY 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
x"d *[m Name: ChannelPro_n=3.14
2g v(`NKYE 2D profile definition, Material: n=3.14
zBR]bk\ pQ hv3 F Name: ChannelPro_n=1.5
, $ =V 2D profile definition, Material: n=1.5
7> Qt O DQ}]'*@? 6．画出以下波导结构：
(TQXG^n$gY a. Linear waveguide 1
"8X+F% Label: linear1
sig_2; Start Horizontal offset: 0.0
~}11 6K Start vertical offset: -0.75
M>#{~zr End Horizontal offset: 8.5
{ Q"<q`c End vertical offset: -0.75
o_5@R+& Channel Thickness Tapering: Use Default
U|QDV16f Width: 1.5
-d~'tti Depth: 0.0
WveFB%@`; Profile: ChannelPro_n=1.5
"8I4]' !]nCeo b. Linear waveguide 2
ublY!Af Label: linear2
ZjK~s)RC Start Horizontal offset: 0.5
|+bG~~~%j Start vertical offset: 0.05
tQ67XAb End Horizontal offset: 1.0
)Fw)&5B! End vertical offset: 0.05
B+LNDnjO] Channel Thickness Tapering: Use Default
>seB["C Width: 0.1
GwULtRa/ Depth: 0.0
4Ojw&ys@V Profile: ChannelPro_n=3.14
1 DP)6{x d w|0K+-PH 7.加入水平平面波：
]lY9[~
v Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
^q` *!B 9@ Input field Transverse: Rectangular
P. :T
zk6 X Position: 0.5
NC }#P< U Direction: Negative Direction
11sW$@xs
9 Label: InputPlane1
QFYy$T+W 2D Transverse:
5PPpX = \ Center Position: 4.5
|*5nr5c_L Half width: 5.0
K;l'IN"N Titlitng Angle: 45
K; PpS*! Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Q/9b'^UJ 图2.波导结构（未设置周期）
a5M>1&j/eC Q:\hh=^ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
4o3GS8 将Linear2代码段修改如下:
}t'^Au`X Dim Linear2
\t@`]QzG: for m=1 to 8
(% P=#vZ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
|_ *$+ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
4/?Zp4g Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
s|'L0` <B Linear2.SetAttr "Depth", "0"
s_LSs yqo Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
3XtGi<u Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
val<N293L> Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
t^5_;sJQ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
} n l)*l $wTX 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
HV.7IyBA^ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
l0{DnQA> I Tt|6N*b' 设置仿真参数
<4,?lZ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
0)!z hO_} 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
!%r`'|9y TE simulation
df& |Lc1J Mesh Delta X: 0.015
C 5 UDe z Mesh Delta Z: 0.015
(?y2@I} Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
(K6S tNtN 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
;7k7/f : Number of Anisotropic PML layers: 15
RzQS@^u*F0 其它参数保持默认
Pltju4.:C 运行仿真
-d'|X`^nE • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
P*Sip?tdE • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
6~W E #z_ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
'Y\"^'OU\ V JL;+ 远场分析
衍射波
(t$/G3E 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Po. BcytM 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
$:II @= 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
#/<Y!qV& 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
'/g+;^_cB 图4.远场计算对话框
\|` Pul$ s,H(m8#> 5. 在远场对话框，设置以下参数：
.WyX/E$I^! Wavelength: 0.63
Z3>3& |& Refractive index: 1.5+0i
_4B iF?1 Angle Initial: -90.0
l zPS
RT Angle Final: 90.0
k+GnF00N^8 Number of Steps: 721
14 !a)Ijl Distance: 100, 000*wavelength
h_G Bx|c Intensity
4Xk;Qd b:cK >fh0_ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
1";e'? ^x 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
l!V| T? 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
