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：
B n&ze.F •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
~V1E0qdAE •光栅布局
模拟和后处理分析
wjB:5~n50k 布局layout
/"Uqa,{ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
[ 5Mr@f4I 图1.二维光栅布局
'e'cb>GnA B*Dz{a^.: 用VB脚本定义一个2D光栅布局
~dTrf>R8M e1Hg w[l` 步骤：
BuXqd[;K% 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
HvJs1)Wo& 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 q(W3i^778 Wafer Dimensions：
5MJS
~( Length (mm): 8.5
z[qDkL Width (mm): 3.0
lZKi'vg7 $suzW;{# 2D wafer properties:
pB0 \\wR Wafer refractive index: Air
]2qo+yB 3 点击 Profiles 与 Materials.
TJXT-\Vk PtiOz
:zV 在“Materials”中加入以下
材料：
t&e{_|i#+ Name: N=1.5
0*{%=M Refractive index (Re:): 1.5
^v7 g IC &`2)V;t Name: N=3.14
m#\ dSl} Refractive index (Re:): 3.14
Wt~BU. f
x+/C8GK 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
A_q3KB!$=+ Name: ChannelPro_n=3.14
Ao&"r[oJSv 2D profile definition, Material: n=3.14
q9s=~d7 G2:
agqL/ Name: ChannelPro_n=1.5
V1B5w_^>h' 2D profile definition, Material: n=1.5
8& b,qQ~ "87:?v[[1 6．画出以下波导结构：
ds [| a. Linear waveguide 1
rf{ rpe$ Label: linear1
FXkM#}RgNm Start Horizontal offset: 0.0
,.FxI l ] Start vertical offset: -0.75
xdkZdx>N End Horizontal offset: 8.5
FJ)$f?=Q d End vertical offset: -0.75
smo ~7; Channel Thickness Tapering: Use Default
u;2[AQ. Width: 1.5
3L}A3de' Depth: 0.0
H6/$ d Profile: ChannelPro_n=1.5
[Y| t]^M \(2sW^fY b. Linear waveguide 2
II{&{S'HU Label: linear2
]Er$*7f Start Horizontal offset: 0.5
-PR N:'T Start vertical offset: 0.05
{F.[&/A End Horizontal offset: 1.0
Vs!Nmv` End vertical offset: 0.05
</*6wpN Channel Thickness Tapering: Use Default
I9ep`X6Y Width: 0.1
4@a i6,< Depth: 0.0
gc$l^`+M Profile: ChannelPro_n=3.14
U&p${IcEm JT_ `.( 7.加入水平平面波：
-6B4sZpzD Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
r\^b(rNe Input field Transverse: Rectangular
*(DV\. l` X Position: 0.5
c9h6C Direction: Negative Direction
iGB}Il) Label: InputPlane1
$1`2 kM5 2D Transverse:
z-)O9PV Center Position: 4.5
SO0PF|{\r Half width: 5.0
g]0_5?i Titlitng Angle: 45
o&$A]ph8X Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
}-=|^ 图2.波导结构（未设置周期）
x U`p|(SS- :"/d|i`T 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。
}&D32\ 将Linear2代码段修改如下:
#AQ V(;r7@ Dim Linear2
Ds:' Lb for m=1 to 8
pZy~1 L Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
/ %io+94 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
TOQP' / Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
{bY%# m Linear2.SetAttr "Depth", "0"
i=2N ;sAl Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
FU 4L6n Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
nAdf= D'P Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
b d!Y\OD Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
a Q@oH# _X
x/(.O 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。
\,0oX!<YY 图3.光栅布局通过VB脚本生成
L.JT[zOfb b4N[)%@ 设置仿真参数
IW] rb/H 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
T]~ xj4 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
5` p.#
TE simulation
Slc\&Eb Mesh Delta X: 0.015
o?Oc7 $+u Mesh Delta Z: 0.015
AFwdJte9e Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
+ mT_QsLEv 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
AH~ E )S Number of Anisotropic PML layers: 15
O?#7N[7 其它参数保持默认
] Zh%DQ 运行仿真
SXP]%{@ R/ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
V(!V_Ug9. • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
X 0+vXz{~g • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
S{T >}'y \Yr Ue1 远场分析
衍射波
KHvYUT Y 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
8zW2zkv2|# 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
FGBbO\< / 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
&mS^ZyG 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)
_7_Y={4=` 图4.远场计算对话框
c'\dFb9a *. w 9c 5. 在远场对话框，设置以下参数：
#&e-|81H Wavelength: 0.63
Dk5 1z@ Refractive index: 1.5+0i
yyTnL 2Y9 Angle Initial: -90.0
="l/ klYV Angle Final: 90.0
{(Es(Sb}c Number of Steps: 721
mgU<htMr1 Distance: 100, 000*wavelength
aV0"~5 Intensity
Xne1gms vo{--+{ky! 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
+k R4E 23: 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
q{x8_E!L 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
