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：
hwiKOP •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
81Z4>F: •光栅布局
模拟和后处理分析
B4Q79gEh= 布局layout
{ |s/]W 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
#c-b}.R 图1.二维光栅布局
(]2<?x* +p3 Z#KoC 用VB脚本定义一个2D光栅布局
*|mz_cKu J"-_{)0lD 步骤：
ITONpg[f 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
J' W}7r 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 @7-= zt+f Wafer Dimensions：
$,TGP+vH Length (mm): 8.5
[FGgkd} Width (mm): 3.0
O@s{uZ|A6 Yv^p =-E 2D wafer properties:
1!!\+
c2* Wafer refractive index: Air
3 4SA~5 3 点击 Profiles 与 Materials.
`\!X}xiWd i^W Ir h3a 在“Materials”中加入以下
材料：
"%VbI P Name: N=1.5
c<?[d!v I Refractive index (Re:): 1.5
,+s e c f)J ) Name: N=3.14
n12UB vc}% Refractive index (Re:): 3.14
4.8nY\_WF 4d0#86l~J/ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
B| tzF0;c Name: ChannelPro_n=3.14
?4 qkDtm 2D profile definition, Material: n=3.14
bp#fyG" ~AQ>g#|% Name: ChannelPro_n=1.5
3qtr9NI 2D profile definition, Material: n=1.5
b$Ln} < $Z ]z 6．画出以下波导结构：
lyyX<=E{) a. Linear waveguide 1
Lj8)' [K" Label: linear1
4}i*cB ` Start Horizontal offset: 0.0
/PXioiGcs Start vertical offset: -0.75
[SkKz>rC End Horizontal offset: 8.5
sK&,):"]R End vertical offset: -0.75
y yP'Z~0 Channel Thickness Tapering: Use Default
Rn-G
@}f Width: 1.5
0z7L+2#b^ Depth: 0.0
FQROK4x%" Profile: ChannelPro_n=1.5
&Yf",KcL*I T1W:>~T5# b. Linear waveguide 2
@DuK#W"E u Label: linear2
D L {R|3{N Start Horizontal offset: 0.5
\tx% WC Start vertical offset: 0.05
vZu~ LW@1 End Horizontal offset: 1.0
1 {Jb" End vertical offset: 0.05
7)^:8I( Channel Thickness Tapering: Use Default
;wR ' z$8 Width: 0.1
Z19m@vMsIP Depth: 0.0
e3 v5,. Profile: ChannelPro_n=3.14
H-I{-Fm 6):Xzx, 7.加入水平平面波：
,gMy@ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
L\e>B> u Input field Transverse: Rectangular
J -V49X# X Position: 0.5
(?3[3 w~ Direction: Negative Direction
FRZs[\I|iT Label: InputPlane1
``u:l L 2D Transverse:
__I/F6{ 9V Center Position: 4.5
nWJ:=JQ i" Half width: 5.0
C!& y Titlitng Angle: 45
O'$K],=B S Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
% }&(h/= e 图2.波导结构（未设置周期）
Wto ;bd Q x)Jtb0`V 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。
1ibnx2^YB 将Linear2代码段修改如下:
!MVj= ( Dim Linear2
hoQ7).> for m=1 to 8
S1J<9xqSQ8 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
B$vr'U
Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
4woO;Gm Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
lA^+Flh Linear2.SetAttr "Depth", "0"
1J}8sG2` Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
`f9gC3Hk Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
2p!"p`b~ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
~AZWds(,N Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
iqwkARG" 2c(aO[%h9 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
@Uo6>-W F 图3.光栅布局通过VB脚本生成
MCc$TttaVz <>Y?v C 设置仿真参数
Paj vb-f 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
- $2kO`|p 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
? _g1*@pA TE simulation
PftxqJz Mesh Delta X: 0.015
PRB{VC<k Mesh Delta Z: 0.015
4 !#a3=_ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
6#e::GD 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
g(ogXA1 Number of Anisotropic PML layers: 15
bKDA!R2 其它参数保持默认
p'94SXO_ 运行仿真
XYEv&-M`?w • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
TDt Amk • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
hBU\'.x • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
E?)6 56F[ sJG5/w 远场分析
衍射波
58V[mlW)O0 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
b)# Oc, 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Ts$@s^S] 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
>[10H8~bI/ 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)
MXD4|r( 图4.远场计算对话框
YDC&u8 %9v@0}5V 5. 在远场对话框，设置以下参数：
FFKGd/:! Wavelength: 0.63
^ |MjJsn Refractive index: 1.5+0i
+}xaQc:0| Angle Initial: -90.0
28.~ iw Angle Final: 90.0
O,@~L$a:YZ Number of Steps: 721
;gg \;i}^ Distance: 100, 000*wavelength
a->3`c Intensity
!g!5_ | dt}_D={Be 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
-O!/Jv"{,[ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
a2 +~;{?g 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
