光學工程仿真軟件－FRED操作(zuò)手冊 全新改版（上(shàng)）
前 言
随着科學技(jì)術(shù)的不斷發展，光學軟件有(yǒu)了相當長足的進步，對光學設計(jì)者而言，不僅要牢固掌握光學的理(lǐ)論知識，還(hái)要具備熟練的計(jì)算(suàn)機操作(zuò)和(hé)光學軟件的使用能力。光學專業設計(jì)軟件種類繁多(duō)，在非序列光追迹功能方面的表現亦各擅長。
FRED 是由美國 Photon Engineering 公司出品的光學引擎軟件。FRED可(kě)視(shì)化的人(rén)機接口将可(kě)使設計(jì)者在非常短(duǎn)的時(shí)間(jiān)內(nèi)完成設計(jì)機構的雛形，并驗證方案的準确性、最大(dà)限度地模拟産品的實際工作(zuò)情況、為(wèi)客戶節約時(shí)間(jiān)與資金投入。
本書(shū)系統的概述了FRED基本概念和(hé)基本方法，全書(shū)共20章節，分為(wèi)上(shàng)下冊，本書(shū)在第一版基礎上(shàng)，新增并調整了部分章節的內(nèi)容，第1章增加了FRED名詞術(shù)語及用戶界面；在2章中新增加了M2高(gāo)斯光束光源，光源方向類型新增激光二極管光束方向、強度分布的随機光線方向和(hé)M2激光束方向；第3章新增了孔徑裁剪邏輯操作(zuò)實例、16種棱鏡類型、幾何元件基元、布爾運算(suàn)；第4章新增2種曲線類型：跑道(dào)曲線、非均勻有(yǒu)理(lǐ)樣條B曲線；第5章新增探測器(qì)實體(tǐ)及分析面尺寸設定。第6章新增腳本體(tǐ)散射及光線追迹膠合層；第7章新增三種新的鍍膜類型：取樣、1/4單層、腳本鍍膜；第8章新增5中散射模型：漫反射二項式、漫反射三項式、擴展 Harvey Shack散射、腳本散射、擴展腳本散射；第9章新增光線追迹菜單命名；第10章為(wèi)新增內(nèi)容。第13章調整為(wèi)表面類型，并新增了：線圈參數(shù)表面、焦點圓錐曲面、多(duō)面體(tǐ)表面、QBfs面、QCon面、直紋面、超高(gāo)斯光束面、透鏡模塊面、表面模塊面；第16章新增優化內(nèi)容；第18章新增7個(gè)實例，包括在散射、LED、雜散光、光纖耦合、衍射元件、腳本教程、卡塞格林望遠鏡的應用。本手冊可(kě)做(zuò)為(wèi)初學者在學習FRED的參考書(shū)籍。為(wèi)從事光學科研、設計(jì)、教學的科技(jì)人(rén)員、工程人(rén)員、廣大(dà)教師(shī)和(hé)高(gāo)等院校(xiào)有(yǒu)關專業的學生(shēng)，及相關學科的科技(jì)工作(zuò)者，提供一部有(yǒu)實用價值的工具書(shū)。
本書(shū)中存在的不足之處，敬請(qǐng)讀者不吝指正。
作(zuò)者
訊技(jì)光電(diàn)科技(jì)有(yǒu)限公司
目 錄
第一章 FRED概述 1
1.1 WHAT IS FRED？ 1
1.2 FRED與傳統軟件之間(jiān)有(yǒu)什麽不同？ 1
1.3 FRED名詞術(shù)語 2
1.4 FRED用戶界面 7
第二章 光源 16
2.1 簡易光源 16
2.1.1 簡易光源的建立 16
2.1.2 複雜光源(簡易光源對話(huà)框內(nèi)) 17
2.1.3 準直光源（平面波） 19
2.1.4 激光二極管光束（像散高(gāo)斯） 22
2.1.5 激光光束（TEM00模式） 24
2.1.6 點光源 27
2.1.7 M2高(gāo)斯光束 28
2.1.8 相幹光 32
2.2 複雜光源 49
2.2.1複雜光源的創建與編輯 49
2.2.2創建新的與編輯/查看複雜光源對話(huà)框 51
2.2.3光源位置類型 51
2.2.3.1位圖 51
2.2.3.2格子平面（創建新的與編輯/查看複雜光源對話(huà)框） 54
2.2.3.3六角形平面 55
2.2.3.4 字符串光源 56
2.2.3.5光源文件的輸入 58
2.2.3.6随機平面 60
2.2.3.6随機字符串 60
2.2.3.7随機表面 62
2.2.3.8随機體(tǐ)積 63
2.2.3.9 用戶定義的光線 65
2.2.4方向類型 68
2.2.4.1像散焦距 68
2.2.4.2像散高(gāo)斯光束 69
2.2.4.3焦點到/來(lái)自一點 70
2.2.4.4 多(duō)光源的角(平面波) 72
2.2.4.5 多(duō)光源的位置 73
2.2.4.6 角度範圍內(nèi)的随機方向（光線） 74
2.2.4.7 球體(tǐ)內(nèi)的随機方向（光線） 76
2.2.4.8 單向 77
2.2.4.9 角度空(kōng)間(jiān)內(nèi)構成六角形格子點的方向（光線） 79
2.2.4.10 構成線性格子點的方向（光線） 80
2.2.4.11 激光二極管光束方向 81
2.2.4.12根據強度分布的随機光線方向 82
2.2.4.13 M2激光束方向 83
2.3 光源标簽 84
2.3.1 相幹 84
2.3.2 位置/坐(zuò)标 86
2.3.3 偏振 88
2.3.4 位置/方向 89
2.3.5 功率 93
2.3.6 視(shì)覺效果 94
2.3.7 波長 96
2.4 切趾光源 99
2.4.1 位置切趾 99
2.4.1.1振幅/相位掩模闆 99
2.4.1.1.2 掩膜闆大(dà)小(xiǎo) 101
2.4.1.2 高(gāo)斯切趾 101
2.4.1.3 R^n距離 104
2.4.1.4均勻 106
2.4.2 方向切趾 108
2.4.2.1 cos^n 或 sin^n 108
2.4.2.2逆朗伯 110
2.4.2.3高(gāo)斯 113
2.4.2.4郎伯 115
2.4.2.5取樣（球形角） 118
2.4.2.6均勻 121
2.4.3光線導入選項 123
2.4.4數(shù)字化光源光譜 123
2.4.5部分相幹 125
2.4.6 場(chǎng)重新取樣 125
2.4.7場(chǎng)重新取樣（圖形用戶界面） 126
第三章 幾何體(tǐ)議題與例子 128
3.1 創建新曲面 129
3.1.1 編輯/查看曲面 132
3.1.2 應用孔徑，裁剪體(tǐ)與裁剪對象 134
3.1.2.1裁剪體(tǐ)與裁剪對象 137
3.1.2.2裁剪邏輯操作(zuò) 139
3.1.3 應用位置 149
3.1.4 應用膠合 152
3.1.5 應用光栅 154
3.1.6 曲面類型 161
3.1.7 應用可(kě)視(shì)化屬性 164
3.1.8 應用曲面變形 166
3.1.9 材料 171
3.1.10 散射特性 173
3.1.11 輔助數(shù)據 180
3.2 ASAP™導入 180
3.3 CAD導入 182
3.4創建幾何實體(tǐ) 186
3.4.1 透鏡導入 187
3.4.2 透鏡及反射鏡建立 190
3.4.3 從目錄中插入棱鏡 193
3.4.4 棱鏡 196
3.4.5 元件基元 200
3.4.6 布爾運算(suàn) 207
3.5 新自定義元件 211
3.6 元件與自定義元件的比較 215
3.7 方向餘弦 216
3.8 IGES對象類型标号和(hé)标題 217
第四章 曲線與基于曲線的曲面 225
4.1 曲線 226
4.2 曲面類型 234
4.3 複雜曲面孔徑：孔徑曲線集合 239
4.4 曲線可(kě)視(shì)化 256
第五章 分析面及其實例 257
5.1 創建分析平面 258
5.2 光線選擇标準 267
5.3 粘附分析平面 271
5.4 探測器(qì)實體(tǐ) 274
5.5 分析面尺寸 279
第六章 材料設定與定義 280
6.1 材料定義 281
6.2 材料類型 284
6.3 編輯/創建新取樣材料 287
6.4 編輯/創建新模型材料 295
6.5 添加體(tǐ)散射 300
6.5.1 Henyey-Greenstein散射 301
6.5.2 腳本體(tǐ)散射 303
6.6 材料吸收特性 305
6.7 光線追迹膠合層 308
第七章 鍍膜 310
7.1 新建鍍膜 311
7.2 應用光線控制(zhì)和(hé)鍍膜 318
7.3 編輯或創建新的一般取樣鍍膜 321
7.4 編輯或創建新的薄膜層鍍膜 330
7.5 未鍍膜（裸露）曲面 338
7.6 編輯或創建新的偏光器(qì)/波片鍍膜 342
7.7 取樣鍍膜（波長、R、T） 354
7.8 1/4波單層鍍膜 357
7.9 腳本鍍膜 358
8.1新建散射屬性 360
8.2編輯/創建新散射模型 371
8.2.1散射模型 – ABg 371
8.2.2散射模型 – 平滑黑(hēi)色塗料 376
8.2.3散射模型 – Harvey-Shack 381
8.2.4散射模型 – 朗伯型 388
8.2.5散射模型 – Mie 393
8.2.6散射模型 – 列表數(shù)據 404
8.2.7散射模型 – K-系數(shù) 409
8.2.8散射模型 – Phong 413
8.2.9散射模型 – 薄片PSD 419
8.2.10散射模型 – 漫反射二項式 422
8.2.11散射模型 – 漫反射多(duō)項式 424
8.2.12散射模型 – 擴展 Harvey Shack 426
8.2.13散射模型 – 腳本散射 426
8.2.14散射模型 – 擴展腳本散射 430
第九章 光線追迹屬性 432
9.1 光線追迹控制(zhì) 433
9.2 默認光線追迹控制(zhì) 440
9.2.1默認光線追迹控制(zhì) – 允許全部 440
9.2.2默認光線追迹控制(zhì) – 暫停全部 444
9.2.3默認光線追迹控制(zhì) – 反射光譜 448
9.2.4默認光線追迹控制(zhì) –透射光譜 452
9.3 高(gāo)級光線追迹 456
9.4 光線追迹菜單命令 462
第十章 光譜 463
10.1創建光譜命令 464
10.2光譜概述 465
10.2.1黑(hēi)體(tǐ) 466
10.2.2高(gāo)斯 468
10.2.3采樣 469
光學工程仿真軟件－FRED操作(zuò)手冊 全新改版（下）
目 錄
第十一章 數(shù)字化工具： 472
鍍膜、材料、光源光譜與曲線 472
第十二章 重點采樣 480
12.1 如何進行(xíng)重點采樣 480
12.2 自動計(jì)算(suàn)散射重點采樣 483
12.3 分析散射重點采樣對話(huà)框 485
第十三章 表面類型 488
第十四章 波分解 550
第十五章 FRED內(nèi)的不同主題 556
15.1 偏振引起的色分離 556
15.2 高(gāo)等孔徑對話(huà)框 560
15.3 圓形/正方形區(qū)域值對話(huà)框 563
15.4 實體(tǐ)陣列對話(huà)框 565
15.5 拟合數(shù)據到漫射二項式/多(duō)項式函數(shù)對話(huà)框 571
15.6 傅立葉變換分析 574
15.7 生(shēng)成IES輸出對話(huà)框 575
15.8 全局腳本變量對話(huà)框 582
15.9 膠合曲面對話(huà)框 583
15.10 追迹目标光線對話(huà)框 586
15.11 搜索供應商目錄對話(huà)框 589
15.12 創建/編輯透鏡 591
15.13 新材料對話(huà)框 601
15.14 材料表/選擇對話(huà)框 606
15.16 新鏡面 607
第十六章 FRED菜單命令 612
16.1 文件 612
16.2 編輯 635
16.3 視(shì)圖 637
16.4 工具 642
16.5 3D視(shì)圖 655
16.6 光線追迹 679
16.7 創建 697
16.8 分析 717
16.9 優化 762
16.10 幫助 768
第十七章 圖形參數(shù)設置 776
17.1 圖軸标記對話(huà)框 776
17.2 鍍膜圖設置對話(huà)框 777
17.3 BSDF 3D圖設置對話(huà)框 779
17.4 改變FRED圖，軸和(hé)可(kě)視(shì)化屬性 783
17.5 背景網格對話(huà)框 797
第十八章 – 範例 803
例1 – FRED內(nèi)的MTF計(jì)算(suàn) 803
例2 – 若丹明(míng)熒光粉（一種紅色熒光粉）6G 810
例3 – 偏振分離顔色 816
例4 – 反向散射 820
例5 – 光纖耦合 823
例6 – PETZVAL（匹茲伐）系統鬼像分析實例 853
例7 – 卡塞格倫望遠鏡 872
例8 – LED發光顔色優化 908
例9 – 創建一個(gè)衍射光學元件 916
例10 – FRED腳本教程 924
第十九章 – 排錯驅動器(qì)與顯卡問題 930
第二十章 – FRED與SAFENET兼容 935
價 格：500元
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