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：
t%8d-+$ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
aM ;W$1h •光栅布局
模拟和后处理分析
71l%MH 布局layout
M8u<qj&<O 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Tyck/ EO 图1.二维光栅布局
p'om- aFLO{t r` 用VB脚本定义一个2D光栅布局
H$6`{l x, =Qn ;_+C t 步骤：
vY_-Ranj#. 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
>]c*'~G& 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 /soKucN"h Wafer Dimensions：
2@
Z(P.Gh Length (mm): 8.5
'PP #^aI, Width (mm): 3.0
e#k<d-sf6 x|vqNZ\F 2D wafer properties:
|n] d34E Wafer refractive index: Air
()H:Uv M=t 3 点击 Profiles 与 Materials.
ZIF49`Y4TF 3*@5S]] 在“Materials”中加入以下
材料：
Y3=_ec3w Name: N=1.5
LlSZr)X Refractive index (Re:): 1.5
OD_W8!- }C|dyyr Name: N=3.14
9`9R!=NM Refractive index (Re:): 3.14
fYW6b[lI -!
K-Htb- 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
[VWUqlNt> Name: ChannelPro_n=3.14
kTvd+TP4 2D profile definition, Material: n=3.14
Lup kr xV RH|XxH* Name: ChannelPro_n=1.5
R,Vd.-5M 2D profile definition, Material: n=1.5
=ha{Ziryo <Z/ x,-^*< 6．画出以下波导结构：
u #@Q:tnN_ a. Linear waveguide 1
Tq~=TSD Label: linear1
zi3\63D3eO Start Horizontal offset: 0.0
Ct% x&m: Start vertical offset: -0.75
O
&-wxJ]S End Horizontal offset: 8.5
B9J&=6`) End vertical offset: -0.75
T|6a("RL Channel Thickness Tapering: Use Default
%?Ev|:i`@ Width: 1.5
H_Qs Nf Depth: 0.0
U,.![TP Profile: ChannelPro_n=1.5
Q0ON9g qqv X<*U.=r) b. Linear waveguide 2
9U%N@Dq`Z Label: linear2
&En uE0BD Start Horizontal offset: 0.5
(!zy {;g| Start vertical offset: 0.05
|*0<M(YXN End Horizontal offset: 1.0
{qa Aq%' End vertical offset: 0.05
y?q*WUh
Channel Thickness Tapering: Use Default
0/ oyf]HR Width: 0.1
bv*,#Qm Depth: 0.0
yiA<,!;4P Profile: ChannelPro_n=3.14
@Rw!'T ,YMp<C 7.加入水平平面波：
eh5gjSqx Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
lgtC |k M= Input field Transverse: Rectangular
s]JF 0584 X Position: 0.5
qC?:*CXH Direction: Negative Direction
~7Tc$
"I Label: InputPlane1
c?,i3s+2Y 2D Transverse:
QhK#Y{xY Center Position: 4.5
>#y^;/bb Half width: 5.0
5EfS^MRf\n Titlitng Angle: 45
KFwzy U" Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
{7/0< N G 图2.波导结构（未设置周期）
AD<q%pu&H? mFZ?hOyP. 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。
k'5?M 将Linear2代码段修改如下:
v3jg~ "! Dim Linear2
\<)9?M : for m=1 to 8
PuZ f/um Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
ut I"\1hQ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
y7i* s^ys{ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Os1>kwC Linear2.SetAttr "Depth", "0"
BFOq8}fX2 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
!f+H,]D" Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
G JqJlgHe Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
jWE :ek* Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
}dd8N5b ZXuv CI 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。
9*1,!%] 图3.光栅布局通过VB脚本生成
TBT:/ Vfun 9
o &`5 设置仿真参数
9c6gkt9eB 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
2mGaD \?K 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
AQiwugs TE simulation
Ua B @ Mesh Delta X: 0.015
p ObX42 Mesh Delta Z: 0.015
O6G0 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
-xA2pYz" 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
|VNnOM Number of Anisotropic PML layers: 15
07^iP>? 其它参数保持默认
ssN6M./6 运行仿真
E`uY1B[c • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
hK,Sf ;5V • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
_c_[ C*T] • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
pxh"B\"4* Ls] g 远场分析
衍射波
FK5 <6n,U 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
AGYc |; 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
&H`jL4S 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
De(H w&
IV 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)
aN8|J?JH 图4.远场计算对话框
N<- gI9_ TmV,&['mg 5. 在远场对话框，设置以下参数：
hj.a&% Wavelength: 0.63
8;+B*+%@n Refractive index: 1.5+0i
j4uvS! Angle Initial: -90.0
? }U( 3 Angle Final: 90.0
%*0 ^0wz Number of Steps: 721
h* u Distance: 100, 000*wavelength
m~-K[+ya`D Intensity
2
Cv4=S &-B^~M*?? 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
u*ObwcI/Bn 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
K #=* 9S 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
