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<[jaI0 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
$z*@2Non •光栅布局
模拟和后处理分析
Z B-QABn 布局layout
Vwjk[ DOL 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
\ jE CSV| 图1.二维光栅布局
$j57LY|r }$l8d/_$[ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
GxxDY]! +wipfL~&S 步骤：
m;dm|4L^ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
G3G/ xC" 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 59.$ULQVMY Wafer Dimensions：
&,J*_F<s2< Length (mm): 8.5
*R BV'b Width (mm): 3.0
<3b'm*
grr'd+_ e 2D wafer properties:
d^PD#&"g Wafer refractive index: Air
1n_; kaY 3 点击 Profiles 与 Materials.
u^Vh .g] uS~#4;R 在“Materials”中加入以下
材料：
;(7-WnU8N Name: N=1.5
<$%ql'= Refractive index (Re:): 1.5
hi !`9k R~)ybf{ Name: N=3.14
N#4N?BBP" Refractive index (Re:): 3.14
GD!-
qH `ruNA>M 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Q
$]YD
pCM Name: ChannelPro_n=3.14
t-WjL@$F/ 2D profile definition, Material: n=3.14
NetYg]8` %`e`g ^ Name: ChannelPro_n=1.5
n0Go p^3 2D profile definition, Material: n=1.5
C}q>YRubZ n@hl2M6.x9 6．画出以下波导结构：
D|l,08n"? a. Linear waveguide 1
$/+so;KD Label: linear1
3V?817&6z Start Horizontal offset: 0.0
`z9J`r= I Start vertical offset: -0.75
e'34Pw !m End Horizontal offset: 8.5
Ql8bt77eI- End vertical offset: -0.75
~O{W;Cyh Channel Thickness Tapering: Use Default
%t*[T Width: 1.5
P>(P2~$Y" Depth: 0.0
VevNG * Profile: ChannelPro_n=1.5
S/.^7R7{f 4J5pXlzV b. Linear waveguide 2
} # Doy{T Label: linear2
Zsj`F9*e Start Horizontal offset: 0.5
D^+?|Y@N Start vertical offset: 0.05
v>H=,.`0\ End Horizontal offset: 1.0
RP!
X8~8 End vertical offset: 0.05
)o{aeV Channel Thickness Tapering: Use Default
[k $efwJ Width: 0.1
Ja|{ 1&J . Depth: 0.0
/1d<P! H Profile: ChannelPro_n=3.14
8.QSqW7t o_f-GO 7.加入水平平面波：
5dl,co{q Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
?,)"~c$hZ Input field Transverse: Rectangular
o5!f#Y X Position: 0.5
71"+<C . Direction: Negative Direction
w2dcH4& Label: InputPlane1
<uci9- eC 2D Transverse:
(RE2I Center Position: 4.5
iidT~l Half width: 5.0
;h Hi@Z 9 Titlitng Angle: 45
P|xG\3@Z Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
XN;&qR^j 图2.波导结构（未设置周期）
^:KO_{3E I[d]!YI}F 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。
Q M'X@ 将Linear2代码段修改如下:
X(Qu{HhI Dim Linear2
eg<pa'Hw for m=1 to 8
7 ^$; Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
@MbVWiv Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
MsOs{2
)2 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
jVWK0Zba Linear2.SetAttr "Depth", "0"
_mJG5(| Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
T%IK/"N|+ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
2eb1 lJdS Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
!L$x:/R9M Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
5l{Ts04k % ~F!,PM/ 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。
]Oeh=gq 图3.光栅布局通过VB脚本生成
YcDe@Zuwn w0lT%CP x 设置仿真参数
np9dM 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
j:,9%tg 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
/7"I#U^u/ TE simulation
33Az$GXFsq Mesh Delta X: 0.015
B^v8,;jZT Mesh Delta Z: 0.015
(x pn`NA Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
J G$Z.s 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Bc5+ ss Number of Anisotropic PML layers: 15
"ju'UOcS / 其它参数保持默认
wT,R0~V0 运行仿真
!t#F/C • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
vB'>[jvA| • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
>jg0s)RA' • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
zM#sOg ";SiL {Z 远场分析
衍射波
B1!kn}KlL{ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
bulS&dAX 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
i3$$,W! 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
r 6Aneg7 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)
5GzFoy)j> 图4.远场计算对话框
XvTCK>1 Z4b|| 5. 在远场对话框，设置以下参数：
}H> ^o9 Wavelength: 0.63
}; L ^w : Refractive index: 1.5+0i
& 7 e)O= Angle Initial: -90.0
(V:E2WR Angle Final: 90.0
S$,'Q^~K Number of Steps: 721
$s HP\{ Distance: 100, 000*wavelength
W~1~k{A Intensity
$'rG-g!f\ W-Hoyn> ?2 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
dt@ P>rel 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
ia @'%8 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
