光學(xué)工程仿真軟件－FRED操作手冊(cè) 全新改版（上） 9#EHXgz  
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前 言 
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隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，光學(xué)軟件有了相當(dāng)長足的進(jìn)步，對(duì)光學(xué)設(shè)計(jì)者而言，不僅要牢固掌握光學(xué)的理論知識(shí)，還要具備熟練的計(jì)算機(jī)操作和光學(xué)軟件的使用能力。光學(xué)專業(yè)設(shè)計(jì)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。 2Pem%HE~P  
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FRED 是由美國 Photon Engineering 公司出品的光學(xué)引擎軟件。FRED可視化的人機(jī)接口將可使設(shè)計(jì)者在非常短的時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的雛形，并驗(yàn)證方案的準(zhǔn)確性、最大限度地模擬產(chǎn)品的實(shí)際工作情況、為客戶節(jié)約時(shí)間與資金投入。 iBtjd`V*  
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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(cè)，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(qiáng)度分布的隨機(jī)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(shí)例、16種棱鏡類型、幾何元件基元、布爾運(yùn)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(shí)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(xiàng)式、漫反射三項(xiàng)式、擴(kuò)展 Harvey Shack散射、腳本散射、擴(kuò)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(diǎn)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(gè)實(shí)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(yuǎn)鏡的應(yīng)用。本手冊(cè)可做為初學(xué)者在學(xué)習(xí)FRED的參考書籍。為從事光學(xué)科研、設(shè)計(jì)、教學(xué)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(xué)生，及相關(guān)學(xué)科的科技工作者，提供一部有實(shí)用價(jià)值的工具書。 bQ^DX `o6P  
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本書中存在的不足之處，敬請(qǐng)讀者不吝指正。   Hn#GS9d_?  
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目  錄 56bud3CVs  
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第一章 FRED概述 1 c4ZuW_&:  
1.1 WHAT IS FRED？ 1 5M<'A=  
1.2 FRED與傳統(tǒng)軟件之間有什么不同？ 1 E
,<\T6/%q  
1.3 FRED名詞術(shù)語 2 7|+|\7l#  
1.4 FRED用戶界面 7 jIx8k8  
第二章 光源 16 ;LQ# *NjL\  
2.1 簡易光源 16 w PG1P'w;  
2.1.1 簡易光源的建立 16 Ss#@=:"P  
2.1.2 復(fù)雜光源(簡易光源對(duì)話框內(nèi)) 17 J8u{K.(*7  
2.1.3 準(zhǔn)直光源（平面波） 19 qLQ <1>u  
2.1.4 激光二極管光束（像散高斯） 22 Sc4obcw%  
2.1.5 激光光束（TEM00模式） 24 .)"_Q/q  
2.1.6 點(diǎn)光源 27
n*vTVt)dJ  
2.1.7 M2高斯光束 28 ~|y^\U@  
2.1.8 相干光 32 tb:,Uf>E  
2.2 復(fù)雜光源 49 7xv4E<r2  
2.2.1復(fù)雜光源的創(chuàng)建與編輯 49 5|<yfk8*J  
2.2.2創(chuàng)建新的與編輯/查看復(fù)雜光源對(duì)話框 51 L25kh}Q#7  
2.2.3光源位置類型 51 #gW /qJ  
2.2.3.1位圖 51  k#axt Sc  
2.2.3.2格子平面（創(chuàng)建新的與編輯/查看復(fù)雜光源對(duì)話框） 54 h&=O-5  
2.2.3.3六角形平面 55 biK)&6|`sa  
2.2.3.4 字符串光源 56 y*VQ]aJ  
2.2.3.5光源文件的輸入 58 DU5:+" u3  
2.2.3.6隨機(jī)平面 60 r/NSD$-n  
2.2.3.6隨機(jī)字符串 60 KGV.S  
2.2.3.7隨機(jī)表面 62 m,W) N9 M  
2.2.3.8隨機(jī)體積 63 ^[{`q9A#d  
2.2.3.9 用戶定義的光線 65 a|DsHZ^6^  
2.2.4方向類型 68 g$*/XSr(  
2.2.4.1像散焦距 68 B :.@Qi^  
2.2.4.2像散高斯光束 69 ==QWwPpA  
2.2.4.3焦點(diǎn)到/來自一點(diǎn) 70 [[R7~.;  
2.2.4.4 多光源的角(平面波) 72 ?S (im  
2.2.4.5 多光源的位置 73 7d&DrI@~  
2.2.4.6 角度范圍內(nèi)的隨機(jī)方向（光線） 74 Ds%9cp*6  
2.2.4.7 球體內(nèi)的隨機(jī)方向（光線） 76 ;{<aA 5  
2.2.4.8 單向 77 tigT@!`$Y  
2.2.4.9 角度空間內(nèi)構(gòu)成六角形格子點(diǎn)的方向（光線） 79 Nls83 W  
2.2.4.10 構(gòu)成線性格子點(diǎn)的方向（光線） 80 $> "J"IX  
2.2.4.11 激光二極管光束方向 81 L'zE<3O'3  
2.2.4.12根據(jù)強(qiáng)度分布的隨機(jī)光線方向 82 Y/.AUN Z  
2.2.4.13 M2激光束方向 83 yXJ]U \ %  
2.3 光源標(biāo)簽 84 v8ba~  
2.3.1 相干 84  !M  
2.3.2 位置/坐標(biāo) 86 e^j<jV`1
 
2.3.3 偏振 88 Tbv/wJ  
2.3.4 位置/方向 89 Iz DG&c  
2.3.5 功率 93 Fi mN?s  
2.3.6 視覺效果 94 9n1ZVP.a
g  
2.3.7 波長 96 ""co6qo#>  
2.4 切趾光源 99 ')B =|T)  
2.4.1 位置切趾 99 6iG(C.b  
2.4.1.1振幅/相位掩模板 99 z{ptm7  
2.4.1.1.2 掩膜板大小 101 >(X#<`  
2.4.1.2 高斯切趾 101 I*EJHBsQ5  
2.4.1.3 R^n距離 104 "\e:h| .G  
2.4.1.4均勻 106 4-mVB wq  
2.4.2 方向切趾 108 \gLxC  
2.4.2.1 cos^n 或 sin^n 108 g>so R&*  
2.4.2.2逆朗伯 110 *HR+a#o  
2.4.2.3高斯 113 l , ..5   
2.4.2.4郎伯 115 {fZb@7?GF  
2.4.2.5取樣（球形角） 118 v=!YfAn  
2.4.2.6均勻 121 P0^c?s"I  
2.4.3光線導(dǎo)入選項(xiàng) 123 ?hnx/z+uT  
2.4.4數(shù)字化光源光譜 123 eP