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：
:GU6v4u •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
qHGXs@*M& •光栅布局
模拟和后处理分析
*TpzX
y 布局layout
R6ynL([xh 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
D{&0r.2F 图1.二维光栅布局
%rp JZ
t fX,L;Se" 用VB脚本定义一个2D光栅布局
@_tQ:U,v #Y3:~dmJ- 步骤：
J`T1 88 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
,O@ x v 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 / YbyMj* Wafer Dimensions：
qW57h8M Length (mm): 8.5
;- D1n Width (mm): 3.0
+?[ ,y uaMf3HeYV 2D wafer properties:
-_bHLoI Wafer refractive index: Air
(vCMff/ Y1 3 点击 Profiles 与 Materials.
c?qg
i"kS v$R+5_@[l 在“Materials”中加入以下
材料：
D"WqJ cDt Name: N=1.5
[E_eaez7# Refractive index (Re:): 1.5
D-7PO3F:F FE+Y# Name: N=3.14
;}!hgyq Refractive index (Re:): 3.14
$M F
U9<O :"+/M{qz 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
7 tOOruiC Name: ChannelPro_n=3.14
8Wn;U!qT 2D profile definition, Material: n=3.14
Ca[H<nyj ~{,U%B Name: ChannelPro_n=1.5
'-s Ai 2D profile definition, Material: n=1.5
EP.nVvuL 9o <}*L 6．画出以下波导结构：
~$1Zw&X a. Linear waveguide 1
NZ(c>r6 Label: linear1
;b=3i T-2" Start Horizontal offset: 0.0
`T H0*:aI Start vertical offset: -0.75
cd36f26`"w End Horizontal offset: 8.5
rlEp&"+|M End vertical offset: -0.75
Tu Q@b Channel Thickness Tapering: Use Default
]UG+<V
, : Width: 1.5
U$[C>~ r Depth: 0.0
;=IC.<Q<} Profile: ChannelPro_n=1.5
KX e/i~AS }]1=?:tX% b. Linear waveguide 2
+u1meh 3u Label: linear2
>#}MDwKZD Start Horizontal offset: 0.5
<qD/ #$ Start vertical offset: 0.05
P q\m8iS,w End Horizontal offset: 1.0
c[:OK9TH End vertical offset: 0.05
Z^i=51 Channel Thickness Tapering: Use Default
6Q<^,`/T Width: 0.1
| ,bCYK Depth: 0.0
Y>KRI2](< Profile: ChannelPro_n=3.14
1eC1Cyw ^h +,Kn0@ 7.加入水平平面波：
8(R%?> 8 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
X {,O P/ Input field Transverse: Rectangular
uT8@p8 X Position: 0.5
x{Y}1+Y4 Direction: Negative Direction
j4wcxZYY~ Label: InputPlane1
)i&z!|/2 2D Transverse:
%T]NM3|U Center Position: 4.5
mQmn &:R Half width: 5.0
J /3qJst Titlitng Angle: 45
D}| PBR Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
zzsQfI# 图2.波导结构（未设置周期）
FLI\SF< WVc3C-h, 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。
"(y",!U@ 将Linear2代码段修改如下:
>C"f'!oM,j Dim Linear2
Zh qrN]x for m=1 to 8
zk8 o[4 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
k0IW,z% Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
%c%0pGn8- Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
s`*
' J M< Linear2.SetAttr "Depth", "0"
]3tg|? %B Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
.A p-<FB Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
,1'9l) zP Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
~F8M _ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
)Lht}I ]: Ov1$7 r@ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
#L}Y Z 图3.光栅布局通过VB脚本生成
tx}} Kd %4#,y(dO 设置仿真参数
NvH9?Ek" 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
wjk-$p 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
hzIP ?0^E TE simulation
7.fpGzUM Mesh Delta X: 0.015
4`lt 4L Mesh Delta Z: 0.015
;K<e]RI;? Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
5Hvg%g-c 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
f}q4~NPn- Number of Anisotropic PML layers: 15
|4uH 其它参数保持默认
( lbF/F>v 运行仿真
*Dr -{\9 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
y6.}h9~ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
lqFDX
d • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
%VG;vW\V Le3H!9lbc 远场分析
衍射波
,4oYKJ$+h 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Az 4+([ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
`ER">@& 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
WAPN,WuW 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
VXt8y)?a 图4.远场计算对话框
cW B> oh+Q}Fa: 5. 在远场对话框，设置以下参数：
)%rGD
=2~ Wavelength: 0.63
XMb]&VvH Refractive index: 1.5+0i
xU$A/!oK Angle Initial: -90.0
N6wea] Angle Final: 90.0
6^U8U tx Number of Steps: 721
P3|_R HIb Distance: 100, 000*wavelength
q{v:T}Q|A Intensity
zbH Nj(~ 3xS+Pu\) 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
&phers 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Cz=HxU80J 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
