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：
~F'6k&A^q •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
u'l4=e •光栅布局
模拟和后处理分析
N)g _LL>^ 布局layout
B 1 }-
我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
(x2 ?{\? 图1.二维光栅布局
;O`f+rG~ Q/ ]~`S 用VB脚本定义一个2D光栅布局
1*hE bO j;`Q82V\ 步骤：
S}JOS}\^j 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
TS6xF? 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 3=uhy|f! / Wafer Dimensions：
i6_} Length (mm): 8.5
-fA =&$V Width (mm): 3.0
t/ Io.d S2'a i 2D wafer properties:
Y
bJg{Sb Wafer refractive index: Air
#G]IEO$M6 3 点击 Profiles 与 Materials.
L'{W|Xb+ qBBC nT 在“Materials”中加入以下
材料：
s oY\6mHio Name: N=1.5
i0{\c}r:4b Refractive index (Re:): 1.5
rk1,LsZVS , EEAxmf Name: N=3.14
.|[{$&B Refractive index (Re:): 3.14
]? =87w NRtH?&7 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
`YqtI/-w Name: ChannelPro_n=3.14
wx3_?8z/O 2D profile definition, Material: n=3.14
jI\@<6O 7zw0 g~+ Name: ChannelPro_n=1.5
8<Iq)A]'Z 2D profile definition, Material: n=1.5
#b;?:.m\= y` n?f|nf 6．画出以下波导结构：
%J-0%-/_S: a. Linear waveguide 1
>IaGa!4 Label: linear1
h}SZ+G/L Start Horizontal offset: 0.0
i RrUIWx Start vertical offset: -0.75
\bd KLcKI, End Horizontal offset: 8.5
b69nj End vertical offset: -0.75
p($vM^_ <" Channel Thickness Tapering: Use Default
~NK $rHwi% Width: 1.5
^.LB(GZ , Depth: 0.0
F&wAre< Profile: ChannelPro_n=1.5
9Q,>I6`l O`y3H lc b. Linear waveguide 2
j_g(6uZhz3 Label: linear2
%.=}v7&<z Start Horizontal offset: 0.5
v>`Fo[c Start vertical offset: 0.05
D?_K5a&v, End Horizontal offset: 1.0
Ps@']]4>W End vertical offset: 0.05
DehjV6t Channel Thickness Tapering: Use Default
B%\ &Q @X Width: 0.1
bI
;I<Qa Depth: 0.0
Cik1~5 iF Profile: ChannelPro_n=3.14
i24k
]F q3#[6! 7.加入水平平面波：
Cqnuf5e>L Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
r gIWM" Input field Transverse: Rectangular
Q O =5Q X Position: 0.5
?:$
q~[LY Direction: Negative Direction
o~XK*f=( Label: InputPlane1
5{b;wLi$X2 2D Transverse:
'l5 Center Position: 4.5
x$-kw{N Half width: 5.0
j r) M], Titlitng Angle: 45
C1NU6iV^z Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
QtnNc!,n 图2.波导结构（未设置周期）
BmV `<Q, '/xynk%)xw 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。
`]W9Fj<1j 将Linear2代码段修改如下:
}
TUr96 Dim Linear2
op`9 (=DJ] for m=1 to 8
:8@)W<>% Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
x"q]~u<rB Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
rEWJ3*Hb Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
lkT :e) w Linear2.SetAttr "Depth", "0"
;j 1
SSHZ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
-*mbalU,J Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
/lECgu*#69 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
crv#IC2 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Rr
[_t FM ~B{08%|oK 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。
2J t{oh | 图3.光栅布局通过VB脚本生成
gf>H-718F #,z-Pj?O! 设置仿真参数
jz"
>Kh.} 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
$[A^8 [// 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
t[2b~peNI TE simulation
H (;@ 7dh Mesh Delta X: 0.015
pZS]i
" Mesh Delta Z: 0.015
g "Du]_, Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
X8m-5(uW 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
[4#HuO@h Number of Anisotropic PML layers: 15
&UH0Tw4 其它参数保持默认
me2 vR# 运行仿真
?rOj?J9 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
G AY?F • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
UY9*)pEE • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
;MGm,F ,o -}<R u) 远场分析
衍射波
# l9VTzi 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
z$^wC d: 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
H,TApF89A 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
k -jFT3b$ 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)
Y$v d@Q 图4.远场计算对话框
;O)*!yA(GG y L
asoh 5. 在远场对话框，设置以下参数：
?<4pYEP Wavelength: 0.63
JfkEJk< Refractive index: 1.5+0i
O D7A(28 Angle Initial: -90.0
&*/= `=:C8 Angle Final: 90.0
X[h{g` Number of Steps: 721
k O}%Y?9d Distance: 100, 000*wavelength
< xeB9 Intensity
\LJ!X3TZ EE]xZz>o 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
1p~O RQ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
B ZU@W%E 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
