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：
X e\,:~ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
`;#I_ R_K •光栅布局
模拟和后处理分析
W^dRA xVX 布局layout
_tVrLb7`s 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
}t5pz[zl 图1.二维光栅布局
*wK7qS~VB2 "aeKrMgc6V 用VB脚本定义一个2D光栅布局
? p^ ':@= Y'M}lv$sa 步骤：
|NaEXzo|qY 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
KS(Ms*k;' 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 4L[-[ {2 Wafer Dimensions：
~n!7 ?4%U Length (mm): 8.5
iVb#X# Width (mm): 3.0
-Khb d)jX%Z$LC 2D wafer properties:
kNTxYJ Wafer refractive index: Air
6Pu5 k;H 3 点击 Profiles 与 Materials.
qAR}D~ t ^tKJ}} 在“Materials”中加入以下
材料：
HH,G3~EBF Name: N=1.5
qVmG"et'J Refractive index (Re:): 1.5
%#b+ =J t&Z:G<; Name: N=3.14
8sxH)"S Refractive index (Re:): 3.14
A49HYX-l Y([vma>U] 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
]mmL8%B@_ Name: ChannelPro_n=3.14
YfOO]{x,X 2D profile definition, Material: n=3.14
jYJfo< OL)M`eVQ' Name: ChannelPro_n=1.5
b-,]21 2D profile definition, Material: n=1.5
h; sdm/ B|n<{g[-cM 6．画出以下波导结构：
z hFk84 a. Linear waveguide 1
Cn(0ID+3f Label: linear1
W L5!H.q Start Horizontal offset: 0.0
*FEY"W+bY Start vertical offset: -0.75
>VWH
bo End Horizontal offset: 8.5
_"#ucM=B:- End vertical offset: -0.75
dLI`\e<r&[ Channel Thickness Tapering: Use Default
_w> 9Z>PR Width: 1.5
9oA.!4q Depth: 0.0
k,nRC~Irh Profile: ChannelPro_n=1.5
&-1;3+#w f;
1C) b. Linear waveguide 2
;qT7BUh(% Label: linear2
gKGM|0u|r Start Horizontal offset: 0.5
O%(k$ fvM Start vertical offset: 0.05
="*8ja-K End Horizontal offset: 1.0
^zr]#`@G End vertical offset: 0.05
7`f',ZK% Channel Thickness Tapering: Use Default
`[5QouPV Width: 0.1
'F@#.Op` Depth: 0.0
zn|/h,. Profile: ChannelPro_n=3.14
N2 ^B . 2
/$ !'E 7.加入水平平面波：
h^KLqPBt{ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
c 0%%X!!$ Input field Transverse: Rectangular
p4OiCAW; X Position: 0.5
tgbr/eCoU Direction: Negative Direction
9
6'{ES9D Label: InputPlane1
xPi/nWl`| 2D Transverse:
Zu/ }TS9bi Center Position: 4.5
2!35Tj"RFE Half width: 5.0
/h MD
Me Titlitng Angle: 45
/)` kYD6 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
* OQr:e<} 图2.波导结构（未设置周期）
&zYo c{u~=24;%# 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。
&<E*W*b[ 将Linear2代码段修改如下:
Ysk,9MR(F Dim Linear2
R)w|bpW for m=1 to 8
Gq/f|43}@O Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
93npzpge Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
6Q. _zk Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
hd2 X/" Linear2.SetAttr "Depth", "0"
|E)Es!dr Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Ppzd.=E Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
\&p MF Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
x_o L~~@ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
jyt#C7mj-A I%NPc4p 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。
e:Zc - 图3.光栅布局通过VB脚本生成
A qKl}8 l ^*GqP5 设置仿真参数
DVNGV 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
=;/4j'1} 9 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
jy] hP?QG TE simulation
@JWoF^U Mesh Delta X: 0.015
D %`64R Mesh Delta Z: 0.015
b g'B^E3 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
$ GyO+xF 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
T7AFL= Number of Anisotropic PML layers: 15
e4V4 %Qw 其它参数保持默认
Ne<"o]_M 运行仿真
QJ`# &QRp • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
an 3"y6.8 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
7R mL#f` • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
N;A #3Ter eiJO;%fl>l 远场分析
衍射波
6}.B2f9 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
`CI9~h@k 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
0}YR= 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
" - 4V48ci 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)
6rEt!v #K[ 图4.远场计算对话框
pCz;km 0KyujU?sF 5. 在远场对话框，设置以下参数：
z^Nnt Wavelength: 0.63
<_ 02 )6j Refractive index: 1.5+0i
2sjP": Angle Initial: -90.0
L!3AiAnr Angle Final: 90.0
~(tZW Number of Steps: 721
8u$Kr q Distance: 100, 000*wavelength
`)F lb|da Intensity
2,O-/A;tW* U&PAs
e 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
_7YAF,@vT 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
K,[g<7X5 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
