光學工程仿真軟件－FRED操作手冊 全新改版（上） (GB*+@  
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前 言 u3])_oj=  
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隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，光學軟件有了相當長足的進步，對光學設(shè)計者而言，不僅要牢固掌握光學的理論知識，還要具備熟練的計算機操作和光學軟件的使用能力。光學專業(yè)設(shè)計軟件種類繁多，在非序列光追跡功能方面的表現(xiàn)亦各擅長。 qg9VK'
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FRED 是由美國 Photon Engineering 公司出品的光學引擎軟件。FRED可視化的人機接口將可使設(shè)計者在非常短的時間內(nèi)完成設(shè)計機構(gòu)的雛形，并驗證方案的準確性、最大限度地模擬產(chǎn)品的實際工作情況、為客戶節(jié)約時間與資金投入。 6o=Q;Mezl  
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本書系統(tǒng)的概述了FRED基本概念和基本方法，全書共20章節(jié)，分為上下冊，本書在第一版基礎(chǔ)上，新增并調(diào)整了部分章節(jié)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、強度分布的隨機光線方向和M2激光束方向；第3章新增了孔徑裁剪邏輯操作實例、16種棱鏡類型、幾何元件基元、布爾運算；第4章新增2種曲線類型：跑道曲線、非均勻有理樣條B曲線；第5章新增探測器實體及分析面尺寸設(shè)定。第6章新增腳本體散射及光線追跡膠合層；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章新增光線追跡菜單命名；第10章為新增內(nèi)容。第13章調(diào)整為表面類型，并新增了：線圈參數(shù)表面、焦點圓錐曲面、多面體表面、QBfs面、QCon面、直紋面、超高斯光束面、透鏡模塊面、表面模塊面；第16章新增優(yōu)化內(nèi)容；第18章新增7個實例，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(yīng)用。本手冊可做為初學者在學習FRED的參考書籍。為從事光學科研、設(shè)計、教學的科技人員、工程人員、廣大教師和高等院校有關(guān)專業(yè)的學生，及相關(guān)學科的科技工作者，提供一部有實用價值的工具書。 fUa[3)I  
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本書中存在的不足之處，敬請讀者不吝指正。   U_61y;Q"  

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目  錄 KreF\M%Ke  
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第一章 FRED概述 1 )9s 6(Iu  
1.1 WHAT IS FRED？ 1 I`4k5KB;  
1.2 FRED與傳統(tǒng)軟件之間有什么不同？ 1 <MzXTy3\  
1.3 FRED名詞術(shù)語 2 i[40p!~  
1.4 FRED用戶界面 7 6 TSC7jO  
第二章 光源 16 5rlZ'>I.  
2.1 簡易光源 16 b|E1>TkY  
2.1.1 簡易光源的建立 16 2{I+H'w8:  
2.1.2 復雜光源(簡易光源對話框內(nèi)) 17 .g52p+Z#  
2.1.3 準直光源（平面波） 19 o*Kl`3=]  
2.1.4 激光二極管光束（像散高斯） 22 XO,gEn&6V  
2.1.5 激光光束（TEM00模式） 24 }Sv\$h  
2.1.6 點光源 27 y vo4 .u  
2.1.7 M2高斯光束 28 vuO~
^N]G  
2.1.8 相干光 32 C*&FApG  
2.2 復雜光源 49 E)]RQ~jY?  
2.2.1復雜光源的創(chuàng)建與編輯 49 f\h|Z*Bv  
2.2.2創(chuàng)建新的與編輯/查看復雜光源對話框 51
&hSF  
2.2.3光源位置類型 51 rO7[{<97m  
2.2.3.1位圖 51 cC7&]2X +f  
2.2.3.2格子平面（創(chuàng)建新的與編輯/查看復雜光源對話框） 54 ZDTp/5=?K/  
2.2.3.3六角形平面 55 `VD7VX,rp*  
2.2.3.4 字符串光源 56 5~\GAjf  
2.2.3.5光源文件的輸入 58 ]o2 Z14  
2.2.3.6隨機平面 60 CN!~(1v  
2.2.3.6隨機字符串 60 WN3]xw3  
2.2.3.7隨機表面 62 |nT+W|0U  
2.2.3.8隨機體積 63 {mmQv~|5q  
2.2.3.9 用戶定義的光線 65 !B:wzb_  
2.2.4方向類型 68 KvkU]s_  
2.2.4.1像散焦距 68 #B&%Y6E5  
2.2.4.2像散高斯光束 69 xF])NZy|  
2.2.4.3焦點到/來自一點 70 R(W}..U0R"  
2.2.4.4 多光源的角(平面波) 72 j,CVkA*DY  
2.2.4.5 多光源的位置 73 b2G1@f.U  
2.2.4.6 角度范圍內(nèi)的隨機方向（光線） 74 |[/'W7TV%?  
2.2.4.7 球體內(nèi)的隨機方向（光線） 76 vd#BT$d?  
2.2.4.8 單向 77 53O}`xX!6  
2.2.4.9 角度空間內(nèi)構(gòu)成六角形格子點的方向（光線） 79 4M*!'sG\  
2.2.4.10 構(gòu)成線性格子點的方向（光線） 80 j5V{,lf  
2.2.4.11 激光二極管光束方向 81 Yrmd hSY  
2.2.4.12根據(jù)強度分布的隨機光線方向 82 s]Qo'q
2  
2.2.4.13 M2激光束方向 83 1CA%nqlng  
2.3 光源標簽 84 {^_K  
2.3.1 相干 84 Be~In~~  
2.3.2 位置/坐標 86 =L&dV]'4P  
2.3.3 偏振 88 VGeyZ\vU  
2.3.4 位置/方向 89 /j;HM[  
2.3.5 功率 93 u?lbC9}$  
2.3.6 視覺效果 94 ;I!Vba  
2.3.7 波長 96 U]64HuL  
2.4 切趾光源 99 6![}Jvu>  
2.4.1 位置切趾 99 dj5@9X  
2.4.1.1振幅/相位掩模板 99 5"2pU{xmK  
2.4.1.1.2 掩膜板大小 101 W~d^ *LZt  
2.4.1.2 高斯切趾 101 +
~za6  
2.4.1.3 R^n距離 104 zp:EssO=Q  
2.4.1.4均勻 106 $3yn-'o'A  
2.4.2 方向切趾 108 (%SKTM  
2.4.2.1 cos^n 或 sin^n 108 4v;KtD;M  
2.4.2.2逆朗伯 110 VX]Ud\(  
2.4.2.3高斯 113 k4`(7Z  
2.4.2.4郎伯 115 "T1A$DKw+R  
2.4.2.5取樣（球形角） 118 =} flmUv~  
2.4.2.6均勻 121 KkyZd9  
2.4.3光線導入選項 123 VJOB+CKE  
2.4.4數(shù)字化光源光譜 123 uh&Qdy!I  
2.4.5部分相干 125 Q1[EiM3  
2.4.6 場重新取樣 125 IZOO>-g'f  
2.4.7場重新取樣（圖形用戶界面） 126 buA/G-<e  
第三章 幾何體議題與例子 128 AGK{t+`  
3.1 創(chuàng)建新曲面 129 dr^MW?{a\  
3.1.1 編輯/查看曲面 132 yt1dYF0Xq  
3.1.2 應(yīng)用孔徑，裁剪體與裁剪對象 134 E3QyiW  
3.1.2.1裁剪體與裁剪對象 137 `{  ` W-C  
3.1.2.2裁剪邏輯操作 139  .F/
0:)  
3.1.3 應(yīng)用位置 149 )| 0(#R  
3.1.4 應(yīng)用膠合 152 zCI.^^<?  
3.1.5 應(yīng)用光柵 154 rL|9Xru  
3.1.6 曲面類型 161 OTD<3Q q  
3.1.7 應(yīng)用可視化屬性 164 M=#g_*d  
3.1.8 應(yīng)用曲面變形 166 p61F@=EL  
3.1.9 材料 171 g-DFcwO,V  
3.1.10 散射特性 173 &{ZTtK&JF  
3.1.11 輔助數(shù)據(jù) 180 KZ$^Q<d^  
3.2 ASAP™導入 180 Z=zD~ka  
3.3 CAD導入 182 37 d-!  
3.4創(chuàng)建幾何實體 186 )}
i|)^J  
3.4.1 透鏡導入 187 k`NXYf:  
3.4.2 透鏡及反射鏡建立 190 b{a\j
%  
3.4.3 從目錄中插入棱鏡 193 5~{s-Ms  
3.4.4 棱鏡 196 wPl9%  
3.4.5 元件基元 200 A O3MlK9t  
3.4.6 布爾運算 207 Nbd[xs-lw  
3.5 新自定義元件 211 8B7~Nq'  
3.6 元件與自定義元件的比較 215 UNyk, #4  
3.7 方向余弦 216 1R"Z+tNB  
3.8 IGES對象類型標號和標題 217 I\Pw`  
第四章 曲線與基于曲線的曲面 225 e|eWV{Dsz  
4.1 曲線 226 ~qkn1N%'  
4.2 曲面類型 234 2k+u_tj>  
4.3 復雜曲面孔徑：孔徑曲線集合 239 k FCdGl  
4.4 曲線可視化 256 f J+