幾何元件類型
為什么FRED這個特性非常有用：
FRED有很多常用的光學(xué)元件和幾何形狀，可以添加到模型里面。FRED可以很容易地讓用戶創(chuàng)建復(fù)雜、真實渲染的幾何圖形。此外，Element Primitives（元件基元）允許用戶使用類似于CAD程序的建模方式，創(chuàng)建實體及執(zhí)行布爾運算來定義模型。
1. 透鏡：可以由半徑、曲率或焦距/彎曲因子進行指定�？讖娇梢允菆A形、橢圓或矩形。
2. 反射鏡：可以由半徑，曲率或焦距，中心厚度，材料及圓形、橢圓或矩形外邊界和可選的中心孔進行指定。
3. 棱鏡：多種常見的棱鏡類型是可使用的，每個類型都有自己的一組設(shè)置選項。
4. 自定義元件：由多個表面和曲線組成的自定義幾何形狀可以使用這個元件類型。
5. 元件基元：由最小的一組參數(shù)定義常用的實體類型。
6. 元件合成：允許創(chuàng)建復(fù)雜的實體幾何圖形，通過加、交叉、減布爾運算來合成元件基元。
上圖：使用元件基元和布爾運算在FRED界面創(chuàng)建一個復(fù)雜的幾何圖形（Sample Files/Geometry /geometryOpticalMouse.frd）
位置/方向
在任何其他組件的坐標系統(tǒng)中，F(xiàn)RED都可以定位任何組件（裝配，部件，元件，表面，曲線或光源等）的位置。
此外，F(xiàn)RED可以在任何時刻很方便地將任何實體的坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成其他任何類型的坐標系統(tǒng)。
為什么FRED這個特性非常有用：
FRED允許在任何坐標系統(tǒng)定義對象的位置和方向。這意味著用戶不需要知道單個對象的全局位置。
此外，分組實體通過集成在同一個坐標系統(tǒng)中用戶可以快速操作整個裝配，而無需對每個對象進行更改。
上圖：通過設(shè)置起始坐標系統(tǒng)將這個對象定位在一個相對于光源的位置
膜層類型
一個新的FRED文檔是與一些常見的膜層類型一起預(yù)先加載的。標準膜層是96%透射，4%反射& Uncoated代表沒有鍍膜的基底。
此外，用戶可以創(chuàng)建如下類型的膜層：
采樣膜層（不連續(xù)波長）
普通的采樣膜層（與波長，偏振和角度相關(guān)的）
分層薄膜
四分之一波長的單膜層
偏振/波片膜層
腳本膜層
為什么FRED這個特性非常有用：
用戶所需的實際的光學(xué)系統(tǒng)可以使用這些選項快速和非常容易的準確模擬。使用FRED內(nèi)置的BASIC腳本語言可以靈活的讓用戶自定義膜層。
材料
一個新的FRED文檔是與一些常見的材料類型一起預(yù)先加載的。
此外，用戶可以創(chuàng)建下列類型的材料：
采樣材料（不連續(xù)波長）
不同類型的光學(xué)玻璃目錄庫（例如：Schott， Ohara，Corning......）
不同類型的梯度折射率材料
采樣雙折射/或光學(xué)活性材料
腳本梯度折射率材料
為什么FRED這個特性非常有用：
用戶所需的實際的光學(xué)系統(tǒng)可以使用這些選項快速和非常容易的準確模擬。使用FRED內(nèi)置的BASIC腳本語言可以靈活的讓用戶自定義材料。
光源
常見的光源類型可以從簡易光源列表中選擇。其中包括平行平面波，點光源，高斯TEM00模式激光光束和像散高斯激光二極管光束。
光源特性也包括：
總功率
相干性（非相干或相干）
偏振態(tài)（非偏振或有特定屬性的偏振）
多波長（明確定義或基于光譜定義）
復(fù)制陣列的位置
此外，用戶可以創(chuàng)建一個自定義的（Detailed Source）詳細光源，允許用戶控制光源的所有參數(shù)包括：
光線的位置
光線的方向
切趾功率和方向
詳細的光源還允許用戶從如LED制造商中導(dǎo)入光線文件。
為什么FRED這個特性非常有用：
簡易光源類型允許用戶快速建立共同光源。詳細光源類型給予用戶靈活性來創(chuàng)造更少的共同性，自定義光束類型。
高斯光束分解
為什么FRED這個特性非常有用：
不是所有的光線追跡軟件都能夠模擬相干場的傳播。FRED可以做到。
通過采用GBD，F(xiàn)RED可以模擬激光系統(tǒng)，可以計算出干涉儀的干涉圖樣，邊緣衍射效應(yīng)，光纖耦合等。
基于模擬微米或納米尺度結(jié)構(gòu)的FDTD，BPM和EME等第三方麥克斯韋解算法技術(shù)，使用GBD允許可以允許其與FRED之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
高斯光束分解(GBD)是一種用在FRED中，允許通過光線追跡傳播相干場的技術(shù)。它第一次是在1969年由J.A.Arnaud提出。
為什么FRED這個特性非常有用：
不是所有的光線追跡軟件都能夠模擬相干場的傳播。FRED可以做到。
通過采用GBD，F(xiàn)RED可以模擬激光系統(tǒng)，可以計算出干涉儀的干涉圖樣，邊緣衍射效應(yīng)，光纖耦合等。
基于模擬微米或納米尺度結(jié)構(gòu)的FDTD，BPM和EME等第三方麥克斯韋解算法技術(shù)，使用GBD允許可以允許其與FRED之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
GBD算法將secondary rays分配給每個“base ray”(參見下圖)，正是secondary和base的關(guān)系允許通過光學(xué)系統(tǒng)場傳播計算波前和場系數(shù)（Ex，Ey，Ez —real和imaginary）。
更多細節(jié)可以在FRED幫助/相干光源概述頁面找到。
分析
FRED由許多不同的分析類型。
輻射照度分布（功率/單位面積）
強度分布（功率/單位立體角）
3D點列圖
位置點列圖，方向點列圖，偏振點列圖
亮度，照度
顏色分析
標量/矢量場（振幅，相位，實部和虛部系統(tǒng)，波前）
能量密度（功率/單位體積）
找到最優(yōu)焦點
光纖耦合
光線表面概述
光線追跡路徑報告
雜散光報告
一些分析量例如輻照度3D圖查看器，允許用戶3D可視化數(shù)據(jù)，并允許用戶自定義橫截面。相比之下，一些分析量是基于文本格式并顯示在FRED GUI的文本窗口（Text Window）。
FRED的光線追跡路徑報告和雜散光報告提供了每個獨特的光線路徑詳細報告，散射路徑和鬼像路徑允許快速理解和診斷模型。
為什么FRED這個特性非常有用：
在激光系統(tǒng)，照明，成像行業(yè)中，F(xiàn)RED可以為各種應(yīng)用程序提供相關(guān)數(shù)據(jù)。各種報告和診斷工具允許用戶了解系統(tǒng)的性能和模型的準確性。光線追跡路徑報告和雜散光報告為用戶提供了快速了解其光學(xué)模型工具。
腳本
FRED有一個集成的BASIC腳本語言，有超過2000種具體函數(shù)和子程序來運行FRED。
用戶可以編寫腳本，創(chuàng)建/修改系統(tǒng)幾何，光源，膜層，散射模型等等...，以及自動化光線追跡和計算。在樹狀文件夾窗口中Embedded Script提供了方便將存儲腳本在一個FRED文檔中。
為什么FRED這個特性非常有用：
腳本語言是共同的BASIC語言-用戶不需要專門學(xué)習(xí)針對FRED的腳本語言。此外，它是一個全功能的語言，允許用戶編寫數(shù)組，for循環(huán)，子程序，函數(shù)等。
編譯腳本語言意味著運行腳本，執(zhí)行許多指令，例如經(jīng)過數(shù)百萬光線一個接一個的循環(huán)是可能的。
2000+FRED命令允許用戶使用腳本語言就可以自動運行FRED流程，而在FRED中使用的腳本可能只需要幾行代碼。
用戶可以編寫代碼來為他們的腳本提供一個圖形用戶界面，并且因為FRED允許用戶將其自己的按鈕放置在FRED工具欄上，用戶有能力擴展軟件的功能。
此外，在FRED中還可以使用腳本語言來自定義如下類型：
材料
膜層
散射模型
優(yōu)化變量和評價函數(shù)
ARNs
分析結(jié)果節(jié)點（ARNs）是存儲分析結(jié)果（數(shù)據(jù)）以及任何輔助（auxiliary）或用戶指定的信息分析。
每個ARN都指定了一個在創(chuàng)建上的特定的節(jié)點數(shù)量，允許訪問、操作和直接從FRED's樹形窗口或腳本語言顯示。Analysis Results Nodes是存儲在Analysis Results樹形文件下。
為什么FRED這個特性非常有用：
ARNs給用戶一個有組織且方便的方式來查看與FRED文檔相關(guān)的數(shù)據(jù)。實際上一個特別的應(yīng)用是可使用腳本語言來操控ARNs。例如將兩個ARNs文件中的數(shù)據(jù)合在一起是非常簡單的操作。
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