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：
\4 DH&gZ[ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
'?nhpT^ •光栅布局
模拟和后处理分析
;C3]( 布局layout
.*+ &>m7 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
&F)l vtt| 图1.二维光栅布局
GauIe 0qV 6K6ihR!d 用VB脚本定义一个2D光栅布局
b^1!_1c #F
kdcY 步骤：
K(hf)1q 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
l)zS}"F, 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 d+kIof, Wafer Dimensions：
fa)G$Q Length (mm): 8.5
f u/v1~X Width (mm): 3.0
$K hc?v 1]"b.[P> 2D wafer properties:
QAr1U7{(. Wafer refractive index: Air
2Ig.hnHj 3 点击 Profiles 与 Materials.
@d)6LA9Ec DY%E&Vd :h 在“Materials”中加入以下
材料：
gC?k6)p$N Name: N=1.5
D n^RZLRhy Refractive index (Re:): 1.5
~*RNJ Ha< (~qf Name: N=3.14
#u>JCPz Refractive index (Re:): 3.14
\;~>AL* 7@: uVowQ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
w%htY.- Name: ChannelPro_n=3.14
sXAX HZ{ 2D profile definition, Material: n=3.14
9d
v+u6) \
FA7 +Q Name: ChannelPro_n=1.5
E/ Pa0. 2D profile definition, Material: n=1.5
UGIyNMY TB9ukLG^<< 6．画出以下波导结构：
>qOhzbAH{< a. Linear waveguide 1
PR6{Y]e% Label: linear1
75a3H` Start Horizontal offset: 0.0
N=(rl#< Start vertical offset: -0.75
]kr OPM/ End Horizontal offset: 8.5
E0w>c'kH End vertical offset: -0.75
hD"Tjd` P Channel Thickness Tapering: Use Default
M!,WU[mP Width: 1.5
|[0|j/V%O Depth: 0.0
;s{rJG{inG Profile: ChannelPro_n=1.5
Y.ic=<0H yPW?%7 h b. Linear waveguide 2
^ ;M!u8 [ Label: linear2
k#U? Xs> Start Horizontal offset: 0.5
~G"5!,J Start vertical offset: 0.05
z@dHXj ) End Horizontal offset: 1.0
uSH.c> End vertical offset: 0.05
XvWUJ6M Channel Thickness Tapering: Use Default
wPOQy ~: Width: 0.1
VCtj8hKD r Depth: 0.0
P)4SrqW_ Profile: ChannelPro_n=3.14
H_Vf _p? ]wZG4A 7.加入水平平面波：
-B'<*Y Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Que- Input field Transverse: Rectangular
1O 8RGk4 X Position: 0.5
M,zUg_ @ Direction: Negative Direction
b8(94t|;U Label: InputPlane1
oJEind>8O 2D Transverse:
SD |5v* Center Position: 4.5
Ahm*_E2E Half width: 5.0
rF'q\tJDz Titlitng Angle: 45
!gu#
#MrJ9 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
4vF1 图2.波导结构（未设置周期）
i.Yz)Bw pwr,rAJ}$j 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。
M"W-|t)~ 将Linear2代码段修改如下:
dL!PpL R$2 Dim Linear2
mGb,oj7l for m=1 to 8
Y<odXFIS Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
N2WQrTA:S+ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Eu2@%2}P Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
bejvw?)S. Linear2.SetAttr "Depth", "0"
w,n&K6< Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
=c:K(N qL Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
O8qA2@, Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
]hRCB=G Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
!/2u O5 B*W)e$ 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。
?U$H`[VF} 图3.光栅布局通过VB脚本生成
UU~S{!*+L S}WQ~ e 设置仿真参数
e'Njl?>3 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
JlR (U. " 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
lcO;3CrJ! TE simulation
Wb4+U;C^!' Mesh Delta X: 0.015
8iQ8s;@S&> Mesh Delta Z: 0.015
_HjS!(lMk Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Xy0*1$IS] 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
xY v@ Number of Anisotropic PML layers: 15
cgY + xd@ 其它参数保持默认
O!xul$9 运行仿真
;hz m&My • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
h'%iY6!fA • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Mwm9{1{ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
$I}7 EI @M=xdZNyJ 远场分析
衍射波
4C m+xAXG 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
;tg9$P<85 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
$^~dqmE2, 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
,%Sf,h?" ^ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
TuR.'kE@ 图4.远场计算对话框
, !0-;H.Y !Z(3dtUy 5. 在远场对话框，设置以下参数：
xQ~} 9Kt\ Wavelength: 0.63
)/Z%
H Bn Refractive index: 1.5+0i
[ H|ifi Angle Initial: -90.0
*e/8uFX Angle Final: 90.0
.A%*A lX Number of Steps: 721
P~xP@? I% Distance: 100, 000*wavelength
Ct@O S227x Intensity
ebv"`0K$ 'fo.1 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
%OT} r 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
u]`ur#_ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
