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%s@np •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
zUL, ~u •光栅布局
模拟和后处理分析
'*mZ/O- 布局layout
Z8ea)_ {# 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
17Cb{ Q 图1.二维光栅布局
=yZq]g6Q wDh]vH[ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
% rG4X rL1yq|]I 步骤：
Sp5:R75vI 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
d-B+s%>D 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ;6P>S4`w Wafer Dimensions：
d,Aa8I Length (mm): 8.5
&|{1Ws Width (mm): 3.0
qisvGHo RbTGAA
2D wafer properties:
v#qd q!64 Wafer refractive index: Air
0fXMY-$I 3 点击 Profiles 与 Materials.
|-}. Y(y o13jd NQ- 在“Materials”中加入以下
材料：
>|A,rE^Ojt Name: N=1.5
isL
zgN% Refractive index (Re:): 1.5
~^' ,4<K-} dgpE3
37Lt Name: N=3.14
49Jnp>h Refractive index (Re:): 3.14
oYkd%N9P 6]b"n'G 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
XeI2 <=@% Name: ChannelPro_n=3.14
XYzaSp=bb 2D profile definition, Material: n=3.14
\uOM,98xS bwXeEA@{ Name: ChannelPro_n=1.5
V'j+)!w5 2D profile definition, Material: n=1.5
\s&Mz;: y(Gn+ 6．画出以下波导结构：
:,0(aB a. Linear waveguide 1
a{T. U-0
Label: linear1
]@Zv94Z( Start Horizontal offset: 0.0
:E.a.- Start vertical offset: -0.75
mp8GHV End Horizontal offset: 8.5
(p%|F` End vertical offset: -0.75
- j3Lgm Channel Thickness Tapering: Use Default
6/8K2_UeoW Width: 1.5
xc#t 8` Depth: 0.0
x8rg /y Profile: ChannelPro_n=1.5
5U~K Yy^v r&
a[ ? b. Linear waveguide 2
=%7drBo D Label: linear2
2nkA%^tR Start Horizontal offset: 0.5
+= 8wZ] Start vertical offset: 0.05
6#+&/ "* End Horizontal offset: 1.0
k\ #; End vertical offset: 0.05
58s-RO6 Channel Thickness Tapering: Use Default
cb9-~*1 Width: 0.1
UUV5uDe>i Depth: 0.0
d. vNiq,` Profile: ChannelPro_n=3.14
M(I%y0 4 $KDf ;m@ 7.加入水平平面波：
*2X~NJCt Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
R!j # Input field Transverse: Rectangular
UN.;w3`Oc X Position: 0.5
,-e}X w9 Direction: Negative Direction
OS,!`8cw Label: InputPlane1
/^.S
nqk 2D Transverse:
jU&m *0nL Center Position: 4.5
e-ta 7R4 Half width: 5.0
f=l/Fp}4UH Titlitng Angle: 45
Rs<q^w] Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
lr> NG,N 图2.波导结构（未设置周期）
]
] U )wg C(XV
YND3 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。
uB
I/3aQ 将Linear2代码段修改如下:
7~XC_ Yc1 Dim Linear2
rC-E+%y for m=1 to 8
$NVVurXa Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
j9h/`Bn Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
WoZU} T- Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
E#KZZ lbx Linear2.SetAttr "Depth", "0"
;gZ
^c] \ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
h =A Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
zo ?RFn Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
0*XsAz1,9 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
s>J5.Z7"'j E 5^\]`9P 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。
OvX&5Q5 图3.光栅布局通过VB脚本生成
MI `qzC*% h< r(:.%!} 设置仿真参数
M1/d7d 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
|jiIx5qr 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
; A,X,f TE simulation
f`h Zb Mesh Delta X: 0.015
A] |w1nq Mesh Delta Z: 0.015
}%u #TwZ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
L(;$(k-/( 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
\\dUp>1= Number of Anisotropic PML layers: 15
=>;&M)+q 其它参数保持默认
/"Vd( K2Z 运行仿真
Ah2 {kK • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
./F:]/Mt • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
PMytk`<`zw • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
L/ 7AGR|;C t%Jk3W/f 远场分析
衍射波
,'s }g,L 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
-hXKCb4YU 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
^{uHph9ny 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
`D77CC]vU 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
s E[`x^1'8 图4.远场计算对话框
+Hu\b& g h+W$\T) 5. 在远场对话框，设置以下参数：
f} bq Wavelength: 0.63
I }_}VSG( Refractive index: 1.5+0i
O t)}:oG Angle Initial: -90.0
[Qnf]n\FJ Angle Final: 90.0
'[WL8,.Q Number of Steps: 721
lOt7 ij(,L Distance: 100, 000*wavelength
MZV$YD^S Intensity
tDRR 3=9pX )h}IZSm 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
fbh,V%t7 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
QCb D ^ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
