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：
BI\ )vr$ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
!c}?u_Z/ •光栅布局
模拟和后处理分析
snP M& 布局layout
F *`*5 :7 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
P9Ye e!*H 图1.二维光栅布局
T5*
t~`bfU 9 7 Oi} 用VB脚本定义一个2D光栅布局
bC_qoI< b@GL*Z 步骤：
h(q,-')l_ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
9 7/"5i9 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 {+`'ZU6C Wafer Dimensions：
; DQ{6( Length (mm): 8.5
#&fi[|%X$ Width (mm): 3.0
- ~ w5 yd eIZ7uSl 2D wafer properties:
cK( )_RB# Wafer refractive index: Air
|;~kHc$W 3 点击 Profiles 与 Materials.
v5 |XyN" tM&O<6Y 在“Materials”中加入以下
材料：
/W vF}y Name: N=1.5
rG#o*oA Refractive index (Re:): 1.5
$1aJd ZC7 :% _*C09 Name: N=3.14
^^q9+0 @ Refractive index (Re:): 3.14
&hTe-E s c[p> *FnP 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
fN)A`> iP Name: ChannelPro_n=3.14
9%+Nzo(Fd
2D profile definition, Material: n=3.14
MHl ffj ]]sy+$@~ Name: ChannelPro_n=1.5
EESGU( 2D profile definition, Material: n=1.5
_/F pmnaY .<#oLM^
6．画出以下波导结构：
Ptt a. Linear waveguide 1
47S1mxur Label: linear1
A_h|f5
Start Horizontal offset: 0.0
2O|jVGap5x Start vertical offset: -0.75
{R G4 m{#9 End Horizontal offset: 8.5
((& y:{?G End vertical offset: -0.75
Ijg //= Channel Thickness Tapering: Use Default
, %8keGhl Width: 1.5
x9QUo*MT Depth: 0.0
,, 8hU7P Profile: ChannelPro_n=1.5
}PC_qQF ; 9n} P@ b. Linear waveguide 2
)6~s;y! Label: linear2
,,FO6+4f Start Horizontal offset: 0.5
6_G[ & Start vertical offset: 0.05
,.<[iHC}9 End Horizontal offset: 1.0
|:H
9#= End vertical offset: 0.05
~__r- z Channel Thickness Tapering: Use Default
/$EX -!ie Width: 0.1
[8kufMY| Depth: 0.0
ec8 iZ8h8 Profile: ChannelPro_n=3.14
`, lnBP3D" 4N b&(p 7.加入水平平面波：
%`]&c)&#Z Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
r$8(Q' Input field Transverse: Rectangular
jDO"?@+ X Position: 0.5
(h8RthQt Direction: Negative Direction
8QJ^@|7 Label: InputPlane1
DB=^Z%%Z 2D Transverse:
/JqNiqvh Center Position: 4.5
0uZL*4A+C Half width: 5.0
l:@`.'-= Titlitng Angle: 45
7>-"r*W +z Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
. r?URC 图2.波导结构（未设置周期）
;bYpMcH BN_I #8r 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。
e) \PW1b 将Linear2代码段修改如下:
&06pUp
iS Dim Linear2
Eo)
#t{{ for m=1 to 8
F
`4a 0~? Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
G?,b 51" Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
gN/kNck Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
kd=|Iip;( Linear2.SetAttr "Depth", "0"
uo TTHj7cq Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
>;sz(F3) Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
C j4 ED Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
hZw bYvu Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
\yE* nZ LBIsj}e 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。
>)j`Q1Qc\ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
srGF=1_ #5 % \~ f 设置仿真参数
n40 & 4n 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
nO m-Yb+F 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
h,fC-+H5 TE simulation
3oQ?VP Mesh Delta X: 0.015
Y00hc8< Mesh Delta Z: 0.015
%.rVIc" Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
gebDNl\Y2 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
qS!U1R?s Number of Anisotropic PML layers: 15
Ivx]DXR| 其它参数保持默认
oc>N| ww: 运行仿真
Z.%0yS_T • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
KW@][*\uC • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
C}=9m
A • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
">M:6 \B F&_b[xso7 远场分析
衍射波
n8 .Tag(# 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
.At^b4#( 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
-Q MO*PY 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
DedY(JOvB 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>Nbzr { 图4.远场计算对话框
<HfmNhI85( 4XNdsb 5. 在远场对话框，设置以下参数：
[r0`D^*= Wavelength: 0.63
h|{DIG3 Refractive index: 1.5+0i
Vpe\Okt: Angle Initial: -90.0
w s([bS2h Angle Final: 90.0
m85H x1!p. Number of Steps: 721
d "%6S*dL Distance: 100, 000*wavelength
kKs}E| T Intensity
oIv\Xdc8 1 ^JY,K 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
M `49ydh& 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
RQ;}+S 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
