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：
s#~VN;-I •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Lh+7z>1 •光栅布局
模拟和后处理分析
P'}EZ' 布局layout
6heK8*.T 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
=>*}qen 图1.二维光栅布局
%5ov!nm7 *o=Z~U9z 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Sn97DCdk l2#~
步骤：
KjA7x 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
_576Qa'rm 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 "<oR.f= 0 Wafer Dimensions：
({4?RtYm Length (mm): 8.5
pJ? y Width (mm): 3.0
B_!S\?}$ |}l/6WHB 2D wafer properties:
h\C1:0x{ Wafer refractive index: Air
D$hK 3 点击 Profiles 与 Materials.
.Sm 8t$ rl"yE= 在“Materials”中加入以下
材料：
$jC+ oYXj Name: N=1.5
45+kwo0 Refractive index (Re:): 1.5
hzV%QDUpe sI)jqHZG Name: N=3.14
& Ai +t2 Refractive index (Re:): 3.14
j%!xb>< .j!:Hp(z} 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_=w=!U &W Name: ChannelPro_n=3.14
'mU\X!-
4< 2D profile definition, Material: n=3.14
H8c -/ (!ud"A|ab4 Name: ChannelPro_n=1.5
p=Q o92
NH 2D profile definition, Material: n=1.5
@M*5q# s ]VVx2ERs 6．画出以下波导结构：
3qfQlqJ&3 a. Linear waveguide 1
<.|]%7 Label: linear1
yW YsN Start Horizontal offset: 0.0
S i;eBPFH Start vertical offset: -0.75
: 2L-Nf End Horizontal offset: 8.5
?f6Fj End vertical offset: -0.75
f+Bv8 g Channel Thickness Tapering: Use Default
r^d:Po Width: 1.5
ovtZHq/ Depth: 0.0
K ` R Profile: ChannelPro_n=1.5
)q+;+J`> #1>c)_ H b. Linear waveguide 2
c"'JMq Label: linear2
(
Q k*B Start Horizontal offset: 0.5
uoY]@. Start vertical offset: 0.05
{Cw>T-` End Horizontal offset: 1.0
XQ k ,xQ End vertical offset: 0.05
&-.2P! t Channel Thickness Tapering: Use Default
uY ) |
Width: 0.1
_'r&'s;<z Depth: 0.0
Daf;;
w Profile: ChannelPro_n=3.14
CwzDkr&QC_ J16(d+ 7.加入水平平面波：
r^"pLzA x Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
-[lOf Input field Transverse: Rectangular
z!9w Lo^r X Position: 0.5
%xwdH4 _ Direction: Negative Direction
nrZZk QNI Label: InputPlane1
Y&b JKX 2D Transverse:
gM#]o QOGE Center Position: 4.5
!vSj1w Half width: 5.0
f,Dj@?3+ Titlitng Angle: 45
#F >R 5 D Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
I_h&35^t 图2.波导结构（未设置周期）
#.W<[KZf jTz~
V&^ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
r7 :4| 6E 将Linear2代码段修改如下:
6SD9lgF*- Dim Linear2
RC]-9gd3Q for m=1 to 8
"f`{4p0v Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
TzY[- YlvF Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
)1 !*N )$ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
7%^ /Jm Linear2.SetAttr "Depth", "0"
eN ]9=Y~-K Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
K@@[N17/8 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
39,7N2 uY Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
nJo6 ;_MI! Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
-Fs<{^E3j ],ISWb 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。
nx'D&, VX 图3.光栅布局通过VB脚本生成
kC-OZ VoO (E?X@d iu 设置仿真参数
PzD ekyl 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
?r-W
, n 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
OAZ5I)D> TE simulation
.~dNzonq Mesh Delta X: 0.015
7^Q4?(A Mesh Delta Z: 0.015
V17SJSC- Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
z 7g=L@ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
?Q%X,!~ \: Number of Anisotropic PML layers: 15
5QUL-*t 其它参数保持默认
dBMr%6tz 运行仿真
-mK;f$X • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
CQm (N • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
jpek=4E • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
K.K=\
Y2 aqzIMOAf 远场分析
衍射波
vCS D1 ~V_ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
aoVfvz2Y 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
E;AOCbV*$ 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
yJAz#~PO/ 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)
z 8\z`#g! 图4.远场计算对话框
I7q}<"` =;?afUj 5. 在远场对话框，设置以下参数：
*Z,?VEO Wavelength: 0.63
+Q+>{HK Refractive index: 1.5+0i
w z=c#}0dB Angle Initial: -90.0
WvJidz?5 Angle Final: 90.0
Z f~Z&"C) Number of Steps: 721
zBTyRL
l Distance: 100, 000*wavelength
Y<0R5rO Intensity
>")<pUQ z->[:)c 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
nL@(|nJ[ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
zo~5(O@ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
