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：
(J;zk b •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
$M3A+6["H •光栅布局
模拟和后处理分析
2Ws/0c 布局layout
Xw}Y!;<IEu 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
glKs8^ W 图1.二维光栅布局
:+dWJNY: />2$
X wP 用VB脚本定义一个2D光栅布局
??e#E[bI Z$m2rZ# 步骤：
PuoJw~^h 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
X #NeB>~ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 XL&eJ Wafer Dimensions：
aXid ;v, Length (mm): 8.5
4[V6so 0 Width (mm): 3.0
'/qe#S t;f
p<z7N. 2D wafer properties:
*~oDP@[S Wafer refractive index: Air
H1b% :KRVK 3 点击 Profiles 与 Materials.
[\%t<aa JjO/u>A3;7 在“Materials”中加入以下
材料：
!CMVZf;u Name: N=1.5
Ud(d Wj-/ Refractive index (Re:): 1.5
1eR{~ , + so o2cb Name: N=3.14
t T/*ZzMq# Refractive index (Re:): 3.14
9(evHR7 "YvBb:Z> 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
J<$'^AR9"q Name: ChannelPro_n=3.14
#?d>S;)+ 2D profile definition, Material: n=3.14
SrU ;\&bvGj8V Name: ChannelPro_n=1.5
%fSk
"%u%< 2D profile definition, Material: n=1.5
cXE y>U|/ 1bAp{u & 6．画出以下波导结构：
b({b5z.A a. Linear waveguide 1
g$+O<a@ n Label: linear1
?*5l}y= Start Horizontal offset: 0.0
ez9M]! 8Lt Start vertical offset: -0.75
F^v { Jqc End Horizontal offset: 8.5
=&G|} M End vertical offset: -0.75
X1~A "sW [ Channel Thickness Tapering: Use Default
D)eKq!_ Width: 1.5
}8KL]11b Depth: 0.0
S gsR;)2 Profile: ChannelPro_n=1.5
dz. MH kK6> >lD' b. Linear waveguide 2
+fR`@HI Label: linear2
v+2q R0,LM Start Horizontal offset: 0.5
ba1QF zN Start vertical offset: 0.05
rG%_O$_dO End Horizontal offset: 1.0
2&f= 4b`Z End vertical offset: 0.05
\z?;6A Channel Thickness Tapering: Use Default
6Kc7@oO~ Width: 0.1
^?0,G>I%- Depth: 0.0
[GT1,(}.
Z Profile: ChannelPro_n=3.14
aRKG)0= AhZ 7.加入水平平面波：
8[p6C Jl) Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
ng6p# F,3 Input field Transverse: Rectangular
b#'a4j-u X Position: 0.5
H;te)km} Direction: Negative Direction
-~aEqj#? Label: InputPlane1
;rdLYmmx^
2D Transverse:
iiFKt( Center Position: 4.5
,Yt&PE Half width: 5.0
r ?> Hg+ Titlitng Angle: 45
*==nOO9G Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
cuk}VZ 图2.波导结构（未设置周期）
[uV/ Ra*g P@? '@.e 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。
kpUU'7Q 将Linear2代码段修改如下:
cO+`8`kv Dim Linear2
z,P7b]KVe for m=1 to 8
PiQs><FK8 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
hfc!M2/w Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
c$z_Zi!g# Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
*9&YkVw~ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Q1B! W Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
(R,n`x2^ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
8TvPCZ$ x Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
GlZDuU Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
\F3t &: pQ\ [F 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。
]<= t 图3.光栅布局通过VB脚本生成
5ZxBmQ jO.E#Ei}~ 设置仿真参数
FeMu`| 2 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
5q >u
}J 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
R>q'Y mu ~ TE simulation
@/iLC6 QF Mesh Delta X: 0.015
%>z}P&Yz Mesh Delta Z: 0.015
L+ CSF ] Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
6w ,xb&S 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
y}`%I&]n Number of Anisotropic PML layers: 15
Ymvd= F 其它参数保持默认
bhYa G i0 运行仿真
\ed(<e> • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
*k$&Hcr$ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Q+dI,5YF • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
_v,n~a}& df\>-Hl 远场分析
衍射波
LlqhZetS 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
i[n 1}E.@ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
B~rK3BS 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
^" - 2fJ 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)
j>23QPG`6U 图4.远场计算对话框
ZC-N4ESr @gz?T;EC 5. 在远场对话框，设置以下参数：
`r V,<
Wavelength: 0.63
} J`Gm Refractive index: 1.5+0i
2XpGgG`2`C Angle Initial: -90.0
".4^?d_^VF Angle Final: 90.0
g!uhy} Number of Steps: 721
10 ^=1@U Distance: 100, 000*wavelength
@pz2}Hd | Intensity
v\C+G[MV 7 }S4Fy 3) 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
{HeMdGn9 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
~Ua0pS? 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
