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：
:r BPgrt •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
tF/)DZ.to •光栅布局
模拟和后处理分析
Cwh*AK q( 布局layout
#Ns]l< 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
KkIgyLM 图1.二维光栅布局
TEzMFu+V &2P+9j > 用VB脚本定义一个2D光栅布局
WLy%| {/ Fad.!%[ 步骤：
C-}@.wr( 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
MyJ\/` 8 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 xsO
"H8 Wafer Dimensions：
&c| 3v! Length (mm): 8.5
xnR;#Y c Width (mm): 3.0
>, 9R :X( jO5,PTV 2D wafer properties:
"KiTjl`M, Wafer refractive index: Air
~~B`\!n7 3 点击 Profiles 与 Materials.
oOAn 5t@ u alpm#GU 在“Materials”中加入以下
材料：
F YLBaN Name: N=1.5
DH>>u Refractive index (Re:): 1.5
w<P$)~6 e! B>M{ Name: N=3.14
8E+]yB" Refractive index (Re:): 3.14
Fs3rsi g MB!_G[R
4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_1hiNh$ Name: ChannelPro_n=3.14
Cd 7imj 2D profile definition, Material: n=3.14
eVetG,[" JG :li} N Name: ChannelPro_n=1.5
M}S1Zz%Ii1 2D profile definition, Material: n=1.5
og~Uv"&?T #3_t}<fX 6．画出以下波导结构：
r-s9]0"7~ a. Linear waveguide 1
z|k0${iu# Label: linear1
E5+-N Start Horizontal offset: 0.0
l2*o@&. Start vertical offset: -0.75
A hCqQ.O71 End Horizontal offset: 8.5
}|j \QjH End vertical offset: -0.75
%S$+ 3q%F Channel Thickness Tapering: Use Default
.*k$abb Width: 1.5
6]^~yby P
Depth: 0.0
z#|tcHVFT Profile: ChannelPro_n=1.5
5{Oq* | 7/969h^s b. Linear waveguide 2
tYk!Y/O} Label: linear2
; ]PP +h Start Horizontal offset: 0.5
itn< c2UyA Start vertical offset: 0.05
tZL {;@ End Horizontal offset: 1.0
1KMSBLx End vertical offset: 0.05
51Q m2,P1^ Channel Thickness Tapering: Use Default
O ,[9E Width: 0.1
y7ZYo7avg Depth: 0.0
@r*w 84 Profile: ChannelPro_n=3.14
hR+\,P#G[ TZ+- >CG 7.加入水平平面波：
lvd ` _+P$ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
5I6u 2k3 Input field Transverse: Rectangular
.dO8I/lhV X Position: 0.5
l8~s#:v6X Direction: Negative Direction
8fSY@ Label: InputPlane1
[q!/YL3 % 2D Transverse:
t}wwRWo2?f Center Position: 4.5
6 BdK)s Half width: 5.0
f6])M) Titlitng Angle: 45
U0ZPY )7k Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
L &,&SDr 图2.波导结构（未设置周期）
m FgrT @QO^3%b8 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。
tu:W1? 将Linear2代码段修改如下:
)C>8B`^S Dim Linear2
h3rVa6cxM for m=1 to 8
:%4N4|
Q Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
`Iqh\oY8- Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
BS|$-i 5L Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
'',g}WvRwe Linear2.SetAttr "Depth", "0"
$e, N5/O Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
PSHzB!
H=n Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Pq(7lua7 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
r ]=Z : Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
`V2doV) !!+LFe4su 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。
CxD=8X9m 图3.光栅布局通过VB脚本生成
H{4_,2h =m ;Xl {m`E+ 设置仿真参数
}Y!v"DO#Q* 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
}B ?_>0 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
I|<`Er-;58 TE simulation
PS3jCT Mesh Delta X: 0.015
Vj[hT~{f Mesh Delta Z: 0.015
KsSIX Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
bk|?>yd 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
~5>k_\ G8 Number of Anisotropic PML layers: 15
ix_&os]L_ 其它参数保持默认
A=+1PgL66 运行仿真
) W/_2Q. • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Y~k,AJ{ ^ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
#H] c/ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Pm"nwm m(w 9s;< 远场分析
衍射波
&,tj.?NCn 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
B8~bx%)3T 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
%uz6iQaq]X 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]&i9`>N 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)
$/crb8-C 图4.远场计算对话框
8[H bg [0!*<%BgK' 5. 在远场对话框，设置以下参数：
_`lPLBr6 Wavelength: 0.63
*Rm D%[f Refractive index: 1.5+0i
+45.fo Angle Initial: -90.0
Py\/p Fvg Angle Final: 90.0
~(`&hYE Number of Steps: 721
0|6Y% a\U Distance: 100, 000*wavelength
Z^c\M\`7 Intensity
wUfm)Q# q)3QmA~ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
}yaM .+8. 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
kkIG{Bw 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
