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：
wTq{ sW& •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
#CUz uk& •光栅布局
模拟和后处理分析
~qVz )< 布局layout
mqtg[~dNc 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
j6:7AH|!)2 图1.二维光栅布局
\}*k )$r e79Kb LV 用VB脚本定义一个2D光栅布局
0JyVNuHn c WAtju?L; 步骤：
R=)55qu 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
K 7TzF& 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 0DPxW8Y -` Wafer Dimensions：
\FmKJ\ Length (mm): 8.5
VRng=, Width (mm): 3.0
i?@ M @J 'YV{] 2D wafer properties:
;iYff N Wafer refractive index: Air
-b;|q.! 3 点击 Profiles 与 Materials.
5N7H{vT_ Qt>>$3]!! 在“Materials”中加入以下
材料：
MHj,<|8Q Name: N=1.5
vG.9 H_& Refractive index (Re:): 1.5
u eb-2[= )Di \_/G Name: N=3.14
3)Ac"nuyqH Refractive index (Re:): 3.14
dE`-\ J yx{3J
4.在“Profile”中定义以下轮廓：
dR^"X3$ Name: ChannelPro_n=3.14
D1s4`V - 2D profile definition, Material: n=3.14
*Ust[u BHFY%6J! Name: ChannelPro_n=1.5
i{c@S:&@^ 2D profile definition, Material: n=1.5
_`-1a A&n~ cQj-+Tmu 6．画出以下波导结构：
m#e3%150{ a. Linear waveguide 1
wEW4gz{s Label: linear1
"B7`'jz Start Horizontal offset: 0.0
xJ8%<RR!t Start vertical offset: -0.75
9nSWE W End Horizontal offset: 8.5
R,2P3lv1v@ End vertical offset: -0.75
*>8ce-PV Channel Thickness Tapering: Use Default
U977#M Xf Width: 1.5
TCKu,}s Depth: 0.0
5sO@OV\
y Profile: ChannelPro_n=1.5
XMN:]!1J & BE
g b. Linear waveguide 2
M\<w#wZ Label: linear2
6X2PYJJZ Start Horizontal offset: 0.5
uGN ^!NG-0 Start vertical offset: 0.05
'T=~jA7SkT End Horizontal offset: 1.0
Y.#:HRtgW End vertical offset: 0.05
F/d 7q%I Channel Thickness Tapering: Use Default
6vKS".4C Width: 0.1
7Z,opc Depth: 0.0
PCrU<J 7 Profile: ChannelPro_n=3.14
|]=2 }%1w ^Z DBO/ 7.加入水平平面波：
%^. %OCX: Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Q^Q l\ Input field Transverse: Rectangular
sZgRt X Position: 0.5
zSvgKm NY Direction: Negative Direction
tvKAIwe Label: InputPlane1
BQ</ g* $; 2D Transverse:
q=Zr>I;(Ks Center Position: 4.5
/\s}uSW Half width: 5.0
[%A 4]QzWh Titlitng Angle: 45
]q5`YB%_ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
6R;3%-D 图2.波导结构（未设置周期）
\VMD$zZx 7}O.wUKw% 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(>'0] G 将Linear2代码段修改如下:
pE.PX
8 Dim Linear2
G$zL)R8GE| for m=1 to 8
SAV%4 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
zQ6p+R7D Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
[k$*4 u > Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
wd@aw / Linear2.SetAttr "Depth", "0"
m(iR|Zx Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
6 9y;`15 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
A=zPL q{Sb Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
W=B"Q
qL Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
2?C`4AR[2H \vfBrN 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。
/2M.~3gQ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
%h"z0@+ 5v\!]?(O ; 设置仿真参数
VQI(Vp| 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
{ %v-( 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
x3ERCqTR TE simulation
f
).1]~ Mesh Delta X: 0.015
vP@v.6gS, Mesh Delta Z: 0.015
e(F42; $$ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
zjL.Bhiud 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
$/1c= Y@ Number of Anisotropic PML layers: 15
U_l'3oPJw 其它参数保持默认
dBV7Te4L 运行仿真
D<i[LZd • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
u}bf- ;R • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
/%aiEhL • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
5m:i6,4 }{ 9&:!uA 远场分析
衍射波
[[~w0G~1 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
H y "x 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
XNM a0 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
kU-t7'?4 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
Z4$cyL'$P 图4.远场计算对话框
7`IpBm< FOwDp0 5. 在远场对话框，设置以下参数：
/y7M lU9 Wavelength: 0.63
if;71ZE Refractive index: 1.5+0i
PfS: AI y Angle Initial: -90.0
{K{EOB_ u Angle Final: 90.0
Lj\/ Ji_ Number of Steps: 721
X2mREt9 Distance: 100, 000*wavelength
l+][V'zL Intensity
"N:X zG [a o
U5;7 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
h0oMTiA 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
?; YC'bF 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
