光柵布局在大多數情況下是周期性結構。OptiFDTD中有兩種實現周期性布局的方法：PBG編輯器和VB腳本。本課將重點介紹以下功能：

?使用VB腳本生成光柵（或周期性）布局。

?光柵布局模擬和后處理分析

布局layout

我們將模擬如圖1所示的二維光柵布局。 

圖1.二維光柵布局

用VB腳本定義一個2D光柵布局 

步驟：

1通過在文件菜單中選擇“New”，啟動一個新項目。

2在“Wafer Properties”對話框中設置以下參數

Wafer Dimensions：

Length (mm): 8.5

Width (mm): 3.0 

2D wafer properties:

Wafer refractive index: Air

3點擊 Profiles 與 Materials. 

在“Materials”中加入以下材料：

Name: N=1.5

Refractive index (Re:): 1.5 

Name: N=3.14

Refractive index (Re:): 3.14 

4.在“Profile”中定義以下輪廓：

Name: ChannelPro_n=3.14

2D profile definition, Material: n=3.14 

Name: ChannelPro_n=1.5

2D profile definition, Material: n=1.5 

6．畫出以下波導結構：

a.Linear waveguide 1

Label: linear1

Start Horizontal offset: 0.0

Start vertical offset:-0.75

End Horizontal offset: 8.5 

End vertical offset:-0.75

Channel Thickness Tapering: Use Default

Width: 1.5

Depth: 0.0

Profile: ChannelPro_n=1.5 

b.Linear waveguide 2

Label: linear2

Start Horizontal offset: 0.5

Start vertical offset:0.05

End Horizontal offset: 1.0

End vertical offset:0.05

Channel Thickness Tapering: Use Default

Width: 0.1

Depth: 0.0

Profile: ChannelPro_n=3.14 

7.加入水平平面波：

Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:

Input field Transverse: Rectangular

X Position: 0.5

Direction: Negative Direction

Label: InputPlane1

2D Transverse:

Center Position: 4.5

Half width: 5.0

Titlitng Angle: 45

Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 

圖2.波導結構（未設置周期） 

8.單擊“Layout Script”快捷工具欄或選擇仿真菜單下的“Generate Layout Script…”。這一步將把布局對象轉換為VB腳本代碼。

將Linear2代碼段修改如下:

Dim Linear2

for m=1 to 8 

 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) 

 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05

 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" 

 Linear2.SetAttr "Depth", "0" 

 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" 

 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" 

 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" 

 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True 

點擊“Test Script”快捷工具欄運行修改后的VB腳本代碼。生成光柵布局，布局如圖3所示。 

圖3.光柵布局通過VB腳本生成 

設置仿真參數

1.在Simulation菜單下選擇“2D simulation parameters…”，將出現仿真參數對話框

2.在仿真參數對話框中，設置以下參數：

TE simulation

Mesh Delta X: 0.015 

Mesh Delta Z: 0.015 

Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps

設置邊界條件設置X和Z邊為各向異性PML邊界條件。

Number of Anisotropic PML layers: 15

    其它參數保持默認

運行仿真

?在仿真參數中點擊Run按鈕，啟動仿真 

?在分析儀中，可以觀察到各場分量的時域響應 

?仿真完成后，點擊“Yes”，啟動分析儀。 

遠場分析衍射波

1.在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中選擇“Crosscut Viewer”

2.選擇“Definition of the Cross Cut”為z方向

3.將位置移動到等于92的網格點，(位置:-0.12)觀察當前位置的近場

4.在Crosscut Viewer的工具菜單中選擇“Far Field”，出現遠場轉換對話框。(圖4) 

圖4.遠場計算對話框 

5.在遠場對話框，設置以下參數：

Wavelength: 0.63 

Refractive index: 1.5+0i

Angle Initial: -90.0

Angle Final: 90.0

Number of Steps: 721 

Distance: 100, 000*wavelength 

Intensity 

6.點擊“計算”按鈕開始計算，并將結果保存為 Farfield.ffp。

7.啟動“Opti 2D Viewer”并加載Farfield.ffp。遠場如圖5所示。 

圖5.“Opti 2D Viewer”中的遠場模式