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：
]{ U*+K%,J •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
v;qL? _:=c •光栅布局
模拟和后处理分析
K~%5iVO~\ 布局layout
8=Y|B5 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
J& SuUh< 图1.二维光栅布局
~HI0<;r=eL ZU@jt q q 用VB脚本定义一个2D光栅布局
AX Jj"hN XN%D`tbvJ 步骤：
"lzg@=$|) 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
daJ-H 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 m/B9)JzY Wafer Dimensions：
';!UJWYl Length (mm): 8.5
J
2~B<=V Width (mm): 3.0
I}0 - p
8Hv7* 2D wafer properties:
AG%es0D[H Wafer refractive index: Air
|- Klh 3 点击 Profiles 与 Materials.
)4~XZt1r s/^= WV 在“Materials”中加入以下
材料：
2qR@: ^ Name: N=1.5
H$iMP.AK Refractive index (Re:): 1.5
J@{ Bv% BU\NBvX$ Name: N=3.14
U]&%EqLS Refractive index (Re:): 3.14
F+^[8zK^ >Nqkz?67 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
=n?@My?; Name: ChannelPro_n=3.14
#!j&L6 2D profile definition, Material: n=3.14
5d;K.O zMg^2{0L Name: ChannelPro_n=1.5
?U Ib!k> 2D profile definition, Material: n=1.5
?& ^l8gE ~i {)J 6．画出以下波导结构：
t~#+--( a. Linear waveguide 1
* Y>'v% Label: linear1
Jq @ LZ2^ Start Horizontal offset: 0.0
tXGcw oOB Start vertical offset: -0.75
|EU08b]P29 End Horizontal offset: 8.5
@WUCv7U End vertical offset: -0.75
R
dzIb- Channel Thickness Tapering: Use Default
]qQB+]WN Width: 1.5
#f@53Pxb Depth: 0.0
9{&x-ugM Profile: ChannelPro_n=1.5
cv& hT.1 a[#BlH b. Linear waveguide 2
N#qoKY(# Label: linear2
a MD?^ Start Horizontal offset: 0.5
RT 9|E80 Start vertical offset: 0.05
\EqO;A%< End Horizontal offset: 1.0
s bb{VV`I End vertical offset: 0.05
?q7Gs)B=^' Channel Thickness Tapering: Use Default
u(qpdG||7 Width: 0.1
}0*7 bb Depth: 0.0
EH%j$=@X Profile: ChannelPro_n=3.14
RR9s%>^ #`EMK 7.加入水平平面波：
<CdO& xUY Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
3KZ h?~B Input field Transverse: Rectangular
v7RDoO]I X Position: 0.5
z oX F"Nz Direction: Negative Direction
V!4E(sX Label: InputPlane1
#6 nA^K} 2D Transverse:
p_5+L@%Gb Center Position: 4.5
-rrg?4 Half width: 5.0
6
>2!
kM7 Titlitng Angle: 45
x6]?}Q>>D Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
ENr&k(>0HQ 图2.波导结构（未设置周期）
f:>jH+o.S Il[WXt<S 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
Z H*?~ # 将Linear2代码段修改如下:
6&cU*Io@ Dim Linear2
T!AQJ:;1 for m=1 to 8
m[rJFSpef Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
/_HL&|N_5 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
+z_0 ?x Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
5^i ^? Linear2.SetAttr "Depth", "0"
epePx0N%x$ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
EJsb{$ u Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
p<NgT1"{ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
g. qp _O Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
A1@a:P= 4O'ho0w7 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。
TW$ ^]u~v 图3.光栅布局通过VB脚本生成
q
Sah _N ^YV[1~O 设置仿真参数
_,QUH" 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
^ +G> N 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
ME"/%59r TE simulation
GWsFW[T?~ Mesh Delta X: 0.015
9 lwg`UWl, Mesh Delta Z: 0.015
: n n' > Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
*&km5@* 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
1>LquZ+Kj Number of Anisotropic PML layers: 15
4i \n1RW 其它参数保持默认
K> U &jH 运行仿真
p_D)=Ef|& • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
od>.5{o • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
4ai3@f5 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
"=)`*"rr MH-,+-Eq 远场分析
衍射波
m"5gzH 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
>jIc/yEYKI 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
NUseYU`` 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
lH 8?IkK,g 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)
0n%`Xb0q 图4.远场计算对话框
^B 7Aam idQr^{ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
n/-I7Q!;u Wavelength: 0.63
TqC"lO>:Q Refractive index: 1.5+0i
E ^G= Angle Initial: -90.0
;%&@^;@k% Angle Final: 90.0
= :lacK(0 Number of Steps: 721
DBR TZES Distance: 100, 000*wavelength
@r<w| x} Intensity
-3C~}~$>` k K(, FB 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
@W8RAS~ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
asb") NfIm 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
