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：
D('2p8;2"7 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
LjFqZrH •光栅布局
模拟和后处理分析
,B}I?vN. 布局layout
lq:}0 <k 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
#L}+H!Myh 图1.二维光栅布局
?|{XZQ~ qZEoiNH(Tj 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Pl=] Srw o_M.EZO 步骤：
:p&! RI(l 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
2?C`4AR[2H 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 gwd (N Wafer Dimensions：
RR;AJ8wd Length (mm): 8.5
hG ~reVNf Width (mm): 3.0
|H}m 4-+* ]j~"mFAP
2D wafer properties:
"& Dx=Yf Wafer refractive index: Air
SHb(O<6 3 点击 Profiles 与 Materials.
O#EV5FeF. S\6[EQ65 在“Materials”中加入以下
材料：
mnk"Vr` L Name: N=1.5
8.=\ GV Refractive index (Re:): 1.5
tGdf/aTjy ~n')&u{ Name: N=3.14
7`IpBm< Refractive index (Re:): 3.14
(R~]|?:wt R2L;bGI*J 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
MF3b{|Z Name: ChannelPro_n=3.14
|sZ! 2D profile definition, Material: n=3.14
_qqr5NU /WV7gO&L1 Name: ChannelPro_n=1.5
Ll 4bdz, 2D profile definition, Material: n=1.5
&0TVi ^ 5VK> 6．画出以下波导结构：
}ZSQ>8a a. Linear waveguide 1
G'zF)0oD Label: linear1
M}_ i5 2 Start Horizontal offset: 0.0
iz(u=/*\ Start vertical offset: -0.75
3 lLMu B+ End Horizontal offset: 8.5
`s '# End vertical offset: -0.75
B()/.w?A Channel Thickness Tapering: Use Default
&bqT /H18 Width: 1.5
=K&\E2kA 4 Depth: 0.0
m|=Ecu Profile: ChannelPro_n=1.5
/MB{Pmk$R o]{uc, b. Linear waveguide 2
]Mj/&b>"e Label: linear2
7f<EoSK Start Horizontal offset: 0.5
zL5d0_E9 Start vertical offset: 0.05
!|2VWI} End Horizontal offset: 1.0
5!C_X5M End vertical offset: 0.05
obK*rdg , Channel Thickness Tapering: Use Default
Nf3.\eR Width: 0.1
FtufuL?JS Depth: 0.0
:RSz4 Profile: ChannelPro_n=3.14
vN4Qd pdb =S[yE]v^ 7.加入水平平面波：
n/QF2&X7) Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Sz{O2 l Y Input field Transverse: Rectangular
=H0vE7 {* X Position: 0.5
k^$+n _ Direction: Negative Direction
UV}73Sp Label: InputPlane1
}],Z;: 2D Transverse:
+^rh[>W Center Position: 4.5
`<^VR[Mx Half width: 5.0
cN! uV-e Titlitng Angle: 45
}}QT HR Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
+u@aJ_ ^ 图2.波导结构（未设置周期）
U,/6;} bf_I9Z3m 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。
rdJm{ < 将Linear2代码段修改如下:
jO 9ip Dim Linear2
PI A)d-Z for m=1 to 8
E}Ci QUx Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
tg4Y i|5 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
})vOaYT|- Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
8pM>Co! Linear2.SetAttr "Depth", "0"
r%wA&FQ8U Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
`\=Gp'&Q+ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
M_B:{%4 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
8pLBt : Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
L W#M@ jD) {I 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。
+y[@ T6_ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
+]>+a<x*% @#+jMV$g 设置仿真参数
JnD {J`: 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
-0o[f53}p 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
X XmE+aI TE simulation
@
\.;b9 Mesh Delta X: 0.015
71FeDpe Mesh Delta Z: 0.015
CozKyt/r7 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
X{Yw +F,j 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
m:tiY
[c>W Number of Anisotropic PML layers: 15
{TSY|D2 其它参数保持默认
OQ/<-+<w 运行仿真
q)u2Y] • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
! }TMiCK • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
:L?_Y/K • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
A )n W .W\ve >; 远场分析
衍射波
z,;;=V6j 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
!&kL9A). 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
H(+<)qH 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
yT /EHmJ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
<T,A&`/ 图4.远场计算对话框
1V&PtI3 !! 4 k}e28 5. 在远场对话框，设置以下参数：
*}b]rjsj Wavelength: 0.63
F:F Meg Refractive index: 1.5+0i
dFW=9ru+MQ Angle Initial: -90.0
s OFa!bdPW Angle Final: 90.0
g1m-+a Number of Steps: 721
To"dG& h Distance: 100, 000*wavelength
%Tcf6cK" Intensity
~ 2 }Pl) </oY4$ l' 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
9V!-ZG 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
vS; '}N 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
