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：
AhxGj+ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
6 h '&6 •光栅布局
模拟和后处理分析
Fif bxL 布局layout
o \ 6i q 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
^8K/ xo- 图1.二维光栅布局
T*CME] GGnp Pp 用VB脚本定义一个2D光栅布局
]ii+S"U3 z%: ) 步骤：
[uR/ M 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
?C Y1]d 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 'fY9a(Xt. Wafer Dimensions：
8&E}n(XE Length (mm): 8.5
CMl~=[foW Width (mm): 3.0
-Mf Q&U *Km7U-BG 2D wafer properties:
&erm`Ho Wafer refractive index: Air
2]ti !< 3 点击 Profiles 与 Materials.
6E^~n YD&_^3-XM 在“Materials”中加入以下
材料：
zxKC VRJ Name: N=1.5
D7 Zm2Kj Refractive index (Re:): 1.5
~V+l_ : .zC*Z&e,.[ Name: N=3.14
O4Dr ]Xc] Refractive index (Re:): 3.14
213\ehhG< ]J@/p:S> 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
ngUHkpYS5 Name: ChannelPro_n=3.14
|y1;&< 2D profile definition, Material: n=3.14
K2ew ucn 1;wb(DN*c Name: ChannelPro_n=1.5
!'W- 6f 2D profile definition, Material: n=1.5
9UD
@MA +jV_Wz 6．画出以下波导结构：
5
9 -!6;T a. Linear waveguide 1
'^}+Fv<O Label: linear1
(3%t+aqq Start Horizontal offset: 0.0
P))^vUt~ Start vertical offset: -0.75
Jqfm@Y End Horizontal offset: 8.5
4/*q0M{}B End vertical offset: -0.75
i_l+:/+G+ Channel Thickness Tapering: Use Default
1"]P `SY$r Width: 1.5
oH-8r: { Depth: 0.0
?L|yaC~ Profile: ChannelPro_n=1.5
GdA.g
w $0qMQ%P b. Linear waveguide 2
<avQR 9'& Label: linear2
fRHKQ(a# Start Horizontal offset: 0.5
KoHGweKl# Start vertical offset: 0.05
F
?=9eISLJ End Horizontal offset: 1.0
l(:kfR~AC End vertical offset: 0.05
J8Z0D:5 Channel Thickness Tapering: Use Default
R Kuqx:U Width: 0.1
:zp`6l Depth: 0.0
VKuAO$s$ Profile: ChannelPro_n=3.14
O<N#M{kc. k-jahm4 7.加入水平平面波：
o`? zF+M0 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
E zT`,#b Input field Transverse: Rectangular
;l!`C' :' X Position: 0.5
vsMmCd)7U Direction: Negative Direction
n=!uN u 7 Label: InputPlane1
Gy C)E Fd 2D Transverse:
2wlKBSON Center Position: 4.5
, 8VU&?`<} Half width: 5.0
<nzN $"%
Titlitng Angle: 45
6 /Y1 wu Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
gH7z 图2.波导结构（未设置周期）
8r:M*25 R7_VXvm>z 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
o"+
i&Wp~ 将Linear2代码段修改如下:
vg\/DbI' Dim Linear2
~5OL6Bi-q for m=1 to 8
@*O?6 > Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
}Dfwm)]Q Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Tls a%pn Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
OAe#Wf!c Linear2.SetAttr "Depth", "0"
o0I9M?lP Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
0 (\+-< Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
l] !B#{ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
82:Wvp6 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
PHr a+NY#A gv.6h{U t 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
s~L</X vo
图3.光栅布局通过VB脚本生成
,YLF+^w- \3zj18(@8! 设置仿真参数
j^SZnMQf 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
^mPPyT ,( 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
bS^WhZy'( TE simulation
?M}S| dsmE Mesh Delta X: 0.015
|a(fejO3 Mesh Delta Z: 0.015
F x#jV\''s Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
9F##F-%x 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
]z = = Number of Anisotropic PML layers: 15
*l+Cl%e 其它参数保持默认
[r-}bp'Gp 运行仿真
GjT#%GBF • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
!a- b6A a • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
elO<a]hX • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
wEEn? C/@LZ O EL 远场分析
衍射波
cxyM\@QB3 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
?S[Y:<R{: 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
%J7UP4 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
\:_3i\2p 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
ERz;H!pU8 图4.远场计算对话框
\k@$~}xD, < n?= |g 5. 在远场对话框，设置以下参数：
!iu5OX7K| Wavelength: 0.63
$:bih4 @> Refractive index: 1.5+0i
P~ 0Jg#
V Angle Initial: -90.0
t~p
y=\ Angle Final: 90.0
1|| nR4yK Number of Steps: 721
M0'v&g Distance: 100, 000*wavelength
{^ec(EsO# Intensity
T3,1m=S \vbk#G
hH 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
"&o,yd% 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
uofr8oL~ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
