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：
Ew,wNR` •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
A[,"jh •光栅布局
模拟和后处理分析
`
Ehgn?6' 布局layout
jeuNTDjeL 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
N4]6LA 6x6 图1.二维光栅布局
7R`ZTfD PQ #-. K 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Hr,lA( E#V-F- @2 步骤：
]3#
@t:> 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
!J?=nSu 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Q c< O; # Wafer Dimensions：
jxOVH+?l% Length (mm): 8.5
?} Ptb&Vk( Width (mm): 3.0
8JO\%DFJ 1#_j6 Q2 2D wafer properties:
OuIW|gIu0 Wafer refractive index: Air
LYT<o FE- 3 点击 Profiles 与 Materials.
EsxTBg [Ik
B/Xbw| 在“Materials”中加入以下
材料：
UHl/AM> ! Name: N=1.5
Oy`\8*Uy__ Refractive index (Re:): 1.5
hahD.P< nk,Mo5iqV Name: N=3.14
n[S*gX0 Refractive index (Re:): 3.14
..{^"`F Q .0;k|&eBD 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
#K*q(ei,7h Name: ChannelPro_n=3.14
tfIBsw.
2D profile definition, Material: n=3.14
6] A\8Ty #"YWz)8 Name: ChannelPro_n=1.5
3A/MFQ#2 2D profile definition, Material: n=1.5
LO*a>9LI >oYwzK0& 6．画出以下波导结构：
NbMH@6%E a. Linear waveguide 1
mNB ]e5 ;N Label: linear1
?Lb7~XKt\ Start Horizontal offset: 0.0
4~MUc! Start vertical offset: -0.75
)
G&3V End Horizontal offset: 8.5
>d[vHyA~!D End vertical offset: -0.75
m64\@
[ Channel Thickness Tapering: Use Default
WSc cR Width: 1.5
X
\ZUt
> Depth: 0.0
nE$ V<Co} Profile: ChannelPro_n=1.5
?O^:j!C6 T<, tC" b. Linear waveguide 2
APm[)vw#f Label: linear2
AQGE(%X Start Horizontal offset: 0.5
(MU7 Start vertical offset: 0.05
( D3m 5fO End Horizontal offset: 1.0
4KB?g7_* End vertical offset: 0.05
<[??\YOc
Channel Thickness Tapering: Use Default
Ev ,8 ? Width: 0.1
F<<H [,%0 Depth: 0.0
[<Puh Profile: ChannelPro_n=3.14
ZlXs7
&_ 62E(=l 7.加入水平平面波：
Q*o4zW Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Lh $ac-Ct Input field Transverse: Rectangular
GgZf6~b1J X Position: 0.5
9:5NX3"p Direction: Negative Direction
KywT Oq Label: InputPlane1
!t{!. 2D Transverse:
\K= PIcH Center Position: 4.5
U^ S:2 Half width: 5.0
c=E.- Titlitng Angle: 45
QCnVZ" !( Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
ds[~Cp 图2.波导结构（未设置周期）
LM`#S /h +& Qqu`)?F 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
2Rt ZTn 将Linear2代码段修改如下:
o?8 j *] Dim Linear2
g
0=t 9J for m=1 to 8
5 mBk[ { Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
f
8U;T$) Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
'*.};t~;"d Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
1 .k}gl0< Linear2.SetAttr "Depth", "0"
D4T+Gk"n Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
7:<> # Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
.6( i5K Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
KwyXM9h6= Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
NE nP3A AIo;\35 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。
3P>@ : 图3.光栅布局通过VB脚本生成
zj4JWUM2 B-zt(HG 设置仿真参数
C*<LVW{P 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
'1*MiFxKq 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
sIM`Q% TE simulation
QY! A[!6h Mesh Delta X: 0.015
H[oi? {L Mesh Delta Z: 0.015
}DwXs` M7 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
vsR&1hs 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Vngi8%YWp Number of Anisotropic PML layers: 15
IR Y2H#:$ 其它参数保持默认
OMNdvrE*=O 运行仿真
8i"fhN3?Y • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
G_RK3E[FK • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
dD!SgK [Jv • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
I}{eYXh -z94>}Z= 远场分析
衍射波
z""(M4 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
3+ 'w% I 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
W[ DB !ue 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
dY^~^<{Lj 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)
a WC
sLH 图4.远场计算对话框
z@}~2K 2Ev, dWV 5. 在远场对话框，设置以下参数：
P'';F}NwfX Wavelength: 0.63
6ZJQ '9f Refractive index: 1.5+0i
b1"wQM9 Angle Initial: -90.0
(C|%@6 1S Angle Final: 90.0
HC$cK+,ZU} Number of Steps: 721
;!b(b% Distance: 100, 000*wavelength
R7>@-EG Intensity
J KGZ0yn ] a()siT
6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
} W J`q`g 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
7 #`:m |$ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
