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：
5!Ovd
O}g •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Q9&H/]"v •光栅布局
模拟和后处理分析
bzECNi5^ 布局layout
}-T,cA_H| 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
l] ~IZTC 图1.二维光栅布局
zu
7Fq ]zD | 3 `8$- 用VB脚本定义一个2D光栅布局
VL|Z+3L @E>I<j,D 步骤：
yA';~V\V{> 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
|<MSV KW 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 7j88^59 Wafer Dimensions：
d)d0,fi?- Length (mm): 8.5
- wh Width (mm): 3.0
?. Ip (g 0g#x QzE 2D wafer properties:
s&XL {FE Wafer refractive index: Air
|OuIQhoE 3 点击 Profiles 与 Materials.
l Akg47i /<Z3x
_c 在“Materials”中加入以下
材料：
[$#G|> x Name: N=1.5
Lb{.} Refractive index (Re:): 1.5
}i^$
li@ 1\g r
;b Name: N=3.14
oc#hAjB. Refractive index (Re:): 3.14
5=8t<v1Bn 8is QL 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
R*2F)e\| Name: ChannelPro_n=3.14
ex66GJQe1 2D profile definition, Material: n=3.14
lb C,*U^ !'B=']. Name: ChannelPro_n=1.5
R@U4Ae{+ 2D profile definition, Material: n=1.5
| /n g{f7 } gTG 6．画出以下波导结构：
uQ7lC~ a. Linear waveguide 1
pF(6M3>IN Label: linear1
B>@l(e)b Start Horizontal offset: 0.0
GInw7 Start vertical offset: -0.75
1 MmEP End Horizontal offset: 8.5
*]nk{jo2 End vertical offset: -0.75
9 !.S9[[N Channel Thickness Tapering: Use Default
,H1K sN Width: 1.5
k= &n>P Depth: 0.0
whm| "}x)u Profile: ChannelPro_n=1.5
fB]NEx|o~ rK |(" b. Linear waveguide 2
&(e5*Q Label: linear2
CyXaHO Start Horizontal offset: 0.5
h\Q@zR*0a Start vertical offset: 0.05
S)/548=` End Horizontal offset: 1.0
G& YcXyH End vertical offset: 0.05
vKfjP_0$ Channel Thickness Tapering: Use Default
f .$*9Fkw Width: 0.1
/_YTOSZjm Depth: 0.0
>]o>iOz;] Profile: ChannelPro_n=3.14
D4uAwm c 5=%KK3 7.加入水平平面波：
Kmw # Q` Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
\L`x![$~q Input field Transverse: Rectangular
{s@ 0<! X Position: 0.5
X4Pm&ol Direction: Negative Direction
xLfv:Rp Label: InputPlane1
`zB bB^\`W 2D Transverse:
zx*D )i5- Center Position: 4.5
7_jlNr7uk Half width: 5.0
H6Bw3I[ Titlitng Angle: 45
Bf 6i{`!G Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
"_&c[VptWi 图2.波导结构（未设置周期）
M 'F <1( Y=g]\%-PB 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。
3 :xKq4? 将Linear2代码段修改如下:
WtaOf_ Dim Linear2
hQlyqTP|2 for m=1 to 8
w=a$]` Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
S#r|?GYua Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
d> F. C> Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
@65xn)CD{ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
#S x Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Q'JK *.l Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Y_EEnx&>i Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
ByO?qft>u Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
|0 ?v4%g pnyu& @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。
q vK/} 图3.光栅布局通过VB脚本生成
+8x_f0 < c b&Y f1 设置仿真参数
aM(# J7; 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
[u37 Hy_Gi 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
ZoSyc--Bv TE simulation
MGxkqy ? Mesh Delta X: 0.015
Xo] 2iQy Mesh Delta Z: 0.015
}f 14# y; Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
]!@=2kG4 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
`b] w yP Number of Anisotropic PML layers: 15
1q3"q Y H 其它参数保持默认
`j 9\]50Z> 运行仿真
-2 >s#/% • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
('U TjV • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
#D|%r-:" • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
G5 K?Q+n
>]ZE<. 远场分析
衍射波
G
& NK 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
xkii Qs) 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
_q4O2F x0 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
s }OL)rW=} 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)
qtozMa 图4.远场计算对话框
_$5DK%M} qe&B$3D| 5. 在远场对话框，设置以下参数：
]1 W xa? Wavelength: 0.63
czpu^BT;;T Refractive index: 1.5+0i
DB-79U %W Angle Initial: -90.0
W;2J~V!c Angle Final: 90.0
<!XunXh Number of Steps: 721
GD]epr%V Distance: 100, 000*wavelength
'TH[Db'`I Intensity
Z |Rc54Ct C$ ~ly=@ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
l!Xj UnRF 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
,f>9oOqqA 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
