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：
F< #!83*% •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
LN?b6s75U •光栅布局
模拟和后处理分析
d{LQr}_o$$ 布局layout
wc
!
v /A 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
W%k0_Y/5 图1.二维光栅布局
[@_zsz,`L Hx]{'? 用VB脚本定义一个2D光栅布局
c*"TmD Y `xO&!DN 步骤：
vs )1Rm 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
2\,vq
R 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 G2x5% ` Wafer Dimensions：
\I4*|6kA Length (mm): 8.5
8'kA",P Width (mm): 3.0
@e /40l|X L,F )l2 2D wafer properties:
"w\ Iz] Wafer refractive index: Air
zFtw Aa =r 3 点击 Profiles 与 Materials.
Wo^r#iRko #^bkM)pc 在“Materials”中加入以下
材料：
V %cU @ Name: N=1.5
v$`AN4)} Refractive index (Re:): 1.5
vkXdKL(q B !hrr Name: N=3.14
t7%!~s=,M Refractive index (Re:): 3.14
T Z7{ cekQ Yz?1]<X 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
uT}Jw Name: ChannelPro_n=3.14
S>]Jc$ 2D profile definition, Material: n=3.14
E!4Qc+. g]g2`ab | Name: ChannelPro_n=1.5
F H'jP` 2D profile definition, Material: n=1.5
ve #c z2Z
V^t5
Y+7 6．画出以下波导结构：
U?6YY` A8 a. Linear waveguide 1
1{ -W?n Label: linear1
KJwkkCE/= Start Horizontal offset: 0.0
$rySz7NI Start vertical offset: -0.75
vYD>m~Qc^ End Horizontal offset: 8.5
s68EzFS End vertical offset: -0.75
$FgpFxz;
Channel Thickness Tapering: Use Default
U=C8gVb{Hq Width: 1.5
V;Zp3Qo! Depth: 0.0
@5%c P Profile: ChannelPro_n=1.5
j${:Y$VmE #EpDIL b. Linear waveguide 2
E\r5!45r Label: linear2
eB:obz
Start Horizontal offset: 0.5
-#b-@sD Start vertical offset: 0.05
t Ib?23K0 End Horizontal offset: 1.0
yKO84cSl End vertical offset: 0.05
,>%AEN6 N2 Channel Thickness Tapering: Use Default
] t|KFk!) Width: 0.1
)S$!36Ni[ Depth: 0.0
N1I1!!$K;% Profile: ChannelPro_n=3.14
P Z-|W t%Z_*mIfmE 7.加入水平平面波：
P,!k^J3:l Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
/|y3M/;F Input field Transverse: Rectangular
*g5df[ X Position: 0.5
twx8TQ 9 Direction: Negative Direction
"w`f>]YLA Label: InputPlane1
&L-y1'i=j 2D Transverse:
'?Q [.{< Center Position: 4.5
-9{}rE Half width: 5.0
5c P] Titlitng Angle: 45
[^W4%S Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
?x @B Ze 图2.波导结构（未设置周期）
:Qu!0tY U<eVLfSij 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
:*1Gs, 将Linear2代码段修改如下:
TUZ-4{kV" Dim Linear2
B4&@PX"'>, for m=1 to 8
g?(Z+w4A
3 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
VVJhQ bP Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
71Ssk|L Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
j2#Vdw|j Linear2.SetAttr "Depth", "0"
IqEY.2KN Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
ap\2={u^| Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
T~%5^+[h Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
7(~^6Ql! Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
V/|Ln*rm ")HTUlcAe} 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
oCSf$g8q 图3.光栅布局通过VB脚本生成
-z0,IYG } < V"' j 设置仿真参数
K;-:C9@ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
"
%|CD"@ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+:It1`A~] TE simulation
.gT@_.ZD9 Mesh Delta X: 0.015
/Os)4yH\ Mesh Delta Z: 0.015
(7}v }3/ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
K]@^8e$( 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
I]Wb\&$ Number of Anisotropic PML layers: 15
d[rxmEXht 其它参数保持默认
xzMa[D4( 运行仿真
'y}A3 RqN • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
TDY }oGmNn • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
e7/J:n$ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
C-_u; NEu 7= T0Sa*; 远场分析
衍射波
&)fPz -s 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
GFlsI-*` 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
fXIe Cn 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
IQScsqM 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)
Iw Fg1\> 图4.远场计算对话框
0+r/>-3] 5yxZ
5Ni! 5. 在远场对话框，设置以下参数：
1
EC0wX Wavelength: 0.63
&.7\{q\( Refractive index: 1.5+0i
$z@e19g T Angle Initial: -90.0
)OH! <jW Angle Final: 90.0
G!O D7: Number of Steps: 721
q97Dn[>3 Distance: 100, 000*wavelength
Tm X~vZ Intensity
[b;Oalw ~z|/t ^ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
)Cd glPK 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
7GK| A{r 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
