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：
n4^~gT%b5] •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
PXV)NC •光栅布局
模拟和后处理分析
JT4wb]kdV 布局layout
HwB {8S?sm 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
t(} /g 图1.二维光栅布局
r VUUH! 9z #P 用VB脚本定义一个2D光栅布局
^:m ^E0(H *3;UAfHv 步骤：
2$M,*Dnr 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
#"::
' ?, 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ITVQ LQ Wafer Dimensions：
Tak t_N Length (mm): 8.5
},rav] Width (mm): 3.0
zm3-C%:Bw 34z_+
2D wafer properties:
Y!Drb-U?; Wafer refractive index: Air
%Nj #0YF] 3 点击 Profiles 与 Materials.
<x0)7xX nt=x]wEC 在“Materials”中加入以下
材料：
ndr)3tuYu Name: N=1.5
`AR"! X Refractive index (Re:): 1.5
jk )Vb ^ pj>9% Name: N=3.14
u+m4!` Refractive index (Re:): 3.14
[cDbaq,T ~F; CE"3A 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
cQX:%Ix= Name: ChannelPro_n=3.14
:V-k'hm
& 2D profile definition, Material: n=3.14
W@^J6sH S ` =n&' Name: ChannelPro_n=1.5
^ 00{Hd6 2D profile definition, Material: n=1.5
P'sfi>A w#&z ]O9r 6．画出以下波导结构：
(_K_`5d;QI a. Linear waveguide 1
ur6e&bTp Label: linear1
'99@=3AB:` Start Horizontal offset: 0.0
\QGa 4_# Start vertical offset: -0.75
wZ jlHe End Horizontal offset: 8.5
#1[z;Mk0 End vertical offset: -0.75
B52yaG8C Channel Thickness Tapering: Use Default
sm Width: 1.5
fz3lR2~G Depth: 0.0
KnJx{8@z Profile: ChannelPro_n=1.5
Q/py qe G F}D3,&9N b. Linear waveguide 2
B!}BM}r Label: linear2
`a
>?UUT4 Start Horizontal offset: 0.5
/g@^H/DO Start vertical offset: 0.05
}#6xFTH End Horizontal offset: 1.0
D,Lp|V End vertical offset: 0.05
paWxanSt Channel Thickness Tapering: Use Default
#- {N
Ws\ Width: 0.1
- IU4#s Depth: 0.0
T#@{G,N Profile: ChannelPro_n=3.14
I^G^J M! w>[T&0-N 7.加入水平平面波：
:H?f*aw Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
'w .}2( Input field Transverse: Rectangular
2bLI%gg3 X Position: 0.5
1[-vD= Direction: Negative Direction
qfYG.~`5 Label: InputPlane1
3+>OGwfQ 2D Transverse:
g*y/j] Center Position: 4.5
V&*D~ Jq Half width: 5.0
d2 ~l4IL)~ Titlitng Angle: 45
|9IC/C!HC Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
^ H3m\!h 图2.波导结构（未设置周期）
rslvsS: mj2Pk,,SA 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。
51 4Z<omrK 将Linear2代码段修改如下:
@h}`DNaZ^ Dim Linear2
<6jFKA< for m=1 to 8
mI"D(bx \ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
_Yq@ F Ou Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
NYB "jKMk Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
% (< (Y Linear2.SetAttr "Depth", "0"
dJi|D Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
E'EcP4eL Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
g)R1ObpZ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
((<` zx Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
0%<+ J;'o !9]d |8! 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。
X >z lb$ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
$UvPo0{ !^WHZv4 设置仿真参数
Y Qd:M%$ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
fu4!t3 1 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
SK
R1E];4 TE simulation
LZ<[ll#C Mesh Delta X: 0.015
S6sq#kcH Mesh Delta Z: 0.015
opp!0:jS* Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
q3h'l , 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
x[i `S8 D Number of Anisotropic PML layers: 15
?S tsH 其它参数保持默认
D4E tl5k 运行仿真
g"K>5Cb • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
KX4],B5 + • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
ss
iok LE • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
(D7$$!} 9Ah[rK*} 远场分析
衍射波
!{Z ~<Ky 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
<f>akT,W 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
tR)H~l7q 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
I7(?;MpI 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)
vH[Pb#f - 图4.远场计算对话框
4kl Ao$ R_N:#K.M 5. 在远场对话框，设置以下参数：
_#C()Ro*P Wavelength: 0.63
+L%IG Refractive index: 1.5+0i
wtH~-xSB| Angle Initial: -90.0
.`p&ATg v Angle Final: 90.0
NM#- Af*pg Number of Steps: 721
(sTuG } Distance: 100, 000*wavelength
)L5i&UK. Intensity
L{&U V0q! 1^G{tlA- 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
f_=~H<j! 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
$`J_:H% 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
