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：
jY-{hW+r •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
w(U-6uA •光栅布局
模拟和后处理分析
zGHP{a1O7 布局layout
EpB2?XG A 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
v~[=|_{ 图1.二维光栅布局
x[U/
8#f& f;!1=/5u- 用VB脚本定义一个2D光栅布局
_Isju
S T~J6(," 步骤：
r0379 _ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
FU kO$jnO 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 kzny4v[y Wafer Dimensions：
Bwj^9 J/ob Length (mm): 8.5
U h'3 c" Width (mm): 3.0
UX}ZE.cV P95U { 2D wafer properties:
"toyfZq@ Wafer refractive index: Air
sXDS_Q 3 点击 Profiles 与 Materials.
0 %+S@_| %W~Kx_ 在“Materials”中加入以下
材料：
Ch%W
C , Name: N=1.5
/.9j$iK# Refractive index (Re:): 1.5
X|^E+
`M4 7(rNJPrU~= Name: N=3.14
tsVQX vo Refractive index (Re:): 3.14
f=]+\0MQ /{vv n 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
qqA(Swe)T Name: ChannelPro_n=3.14
qL.1N~$2 2D profile definition, Material: n=3.14
)XV|D \W=~@k Name: ChannelPro_n=1.5
`9E:V= 2D profile definition, Material: n=1.5
3TVp
oB` 6My=GBy C 6．画出以下波导结构：
9\ZlRYnc= a. Linear waveguide 1
^2%_AP0= Label: linear1
2a8ZU{wjn Start Horizontal offset: 0.0
.lAqD- Start vertical offset: -0.75
eQ`TW'[9_6 End Horizontal offset: 8.5
f 4YcZyBGv End vertical offset: -0.75
= Ryh @X& Channel Thickness Tapering: Use Default
k ,wr6>'Vt Width: 1.5
|T L&#U Depth: 0.0
4Xt.}S! Profile: ChannelPro_n=1.5
>a7OE=K o7 ^t-
L b. Linear waveguide 2
j oDY Label: linear2
Q xZYy}2 Start Horizontal offset: 0.5
ts% XjCN[ Start vertical offset: 0.05
4XpW#> End Horizontal offset: 1.0
Sm-gi|A End vertical offset: 0.05
nt. A X Channel Thickness Tapering: Use Default
H_RV#BW& Width: 0.1
hEla8L4Y Depth: 0.0
rDFD rviW_ Profile: ChannelPro_n=3.14
D uX7 X3&-kU 7.加入水平平面波：
Qz)1wf'y Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
JAJo^}}{b Input field Transverse: Rectangular
C^9G \s' X Position: 0.5
2f>G Direction: Negative Direction
]S ;^QZ Label: InputPlane1
OXcQMVa
6 2D Transverse:
:EJ8^'0 Q Center Position: 4.5
29 {Ep Half width: 5.0
gP%S{<.? Titlitng Angle: 45
I/4:SNha Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
K"4m)B~@Y 图2.波导结构（未设置周期）
ERD( qL.J
2..b/ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
}dc XuX4{r 将Linear2代码段修改如下:
Bh3N6j+$d Dim Linear2
6 [ }~m\cY for m=1 to 8
A+U il\% Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Wm ri% Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
RW| LL@r Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Sl,X*[ HGd Linear2.SetAttr "Depth", "0"
M~% ~y`D^ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
yF2|w=! Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
` w/:o$& Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
'YQ^K`lV Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
1 EE4N\ }nh!dVA8lh 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
u\-WArntc 图3.光栅布局通过VB脚本生成
,liFo.kT8% H'2&3v 设置仿真参数
o[Ojl .r< 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
B=)&43)\ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Rdb[{Ruxb TE simulation
99 W-sV Mesh Delta X: 0.015
9vIqGz-o Mesh Delta Z: 0.015
} U <T>0 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
#?=?<"*j 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
W)F<<B, Number of Anisotropic PML layers: 15
Y2lBQp8'| 其它参数保持默认
2cv!85 运行仿真
X} "Ic@8 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
K >%}m, • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
RNa 59b • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
> 4I,9TO 4#<r}j12z 远场分析
衍射波
G@$Y6To[ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
/~s Nx 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
YY{0WWua 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
x <&2`= 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)
VN3"$@-POK 图4.远场计算对话框
`Wc" Ix0 BhAWIH8@C 5. 在远场对话框，设置以下参数：
)y~FeKh Wavelength: 0.63
cV;<!f+ Refractive index: 1.5+0i
U&F1}P$fb Angle Initial: -90.0
F+
,eJ/] Angle Final: 90.0
+M )ep\j Number of Steps: 721
h M_0/o- Distance: 100, 000*wavelength
C:r@)Mhq Intensity
ENx1) ] F7f psAt7 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
&Tc:WD 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
o )\\ (^ld 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
