光学工程仿真软件- FRED---讯技光电科技

FRED 是 Photon Engineering 公司开发的光学引擎软件， FRED的人性化实体显示工作平台可以让使用者在虚拟的光学实验上马上找出光学系统上的问题，是您在光学领域上最佳的合作伙伴。FRED 运用的领域非常广泛，只要是几何光学可分析的系统皆可使用 FRED 来分析、模拟。常见的应用领域为：照明系统、导光管、投影系统、激光、干涉、杂散光、鬼影分析、生物医学、其它光学系统原型之系统设计等等，无论是简易或是复杂的成像与非成像系统结构，FRED都可以准确的建构及分析。
FRED功能特性
序列与非序列光线追迹；全面透析光机系统设计； 照明与非成像系统设计；杂散光分析（散射和鬼像）；相干光束传播模拟； 成像系统设计和图像虚拟渲染；自辐射分析；照明与非成像系统设计；公差分析； 多变量混合优化。
光机系统设计
马克苏托夫望远镜系统
设计原理为折反射望远镜（面镜-透镜），设计目的为减少离轴的像差，如彗差等。该系统中的光学元件包括：弯月校正镜、主反射镜、次反射镜、对角棱镜、普罗素目镜等。FRED将光学系统与机械系统整合在一个平台下，非常接近于真实的系统。使用FRED内部建模工具，可以准确建立马克苏托夫望远镜的光机模型。
照明和非成像系统
反射罩的设计和优化
左图是一个弧光灯的光线追迹效果，其反射罩面型为抛物线型。反射罩面型定义完成后，可以针对所需的度量量设置变量、评价函数、优化方法等，对反射罩的面型、位置等参数进行优化。下图所示的是优化前后探测面的照度分布。
颜色分析
选择Color Image可以看到真实的彩色图像，即人眼可观察到的颜色。
兼容度高
FRED可与LED厂商在线提供的IGES格式、STEP格式文件兼容，并对导入的模型进行修改，让使用者在设计上更自由、灵活。并可支持科锐、欧司朗、飞利浦照明等多种光源文件的导入。
数字化工具
FRED特殊的功能：由一般的图文件来建立出其曲线，此功能称为图片离散取点功能。图所示为专利截取下来的图片（JPG）汇入FRED中，利用数字化工具旋转即可得到如图所示的3D模型。可以利用Digitization curves对图片式的频谱曲线、配光曲线直接进行采样(图片格式可以为BMP, JPEG，PCX, TGA, TIF 等)。在FRED中，图形数字的功能还可以应用于镀膜特性、材料等。            
杂散光分析
杂散光的来源
FRED内置了14种散射模型，包括Lambertian、Harvey-Shack、ABg、Mie、Black Paint、K相关系数、scripted scatterd等，并且支持用户自定义特殊的散射模型（VB脚本）。
Importance Sampling(重点采样)
处理大量的光线时，FRED可以针对性的对散射光线进行追迹，大大提高追迹的效率。
Stray Light Report
FRED可以生成详细的杂散光报告，分析所需的光线路径，对杂散光进行准确快速的分析。
相干光束的传播模拟
马赫-曾德干涉仪
FRED可以模拟多种相干光源，并且借助于“相干标量场分析”工具可以分析相干光的空间传播特性。左图是FRED中建立的马赫-曾德干涉仪模型，由准直相干光源、分束镜、平面反射镜、压电式微反射镜阵列、探测分析面等元件组成。
单模及多模高斯激光束传播分析
FRED对分析面的方向设置无限制，因此可以计算沿着传播方向的能量密度，右图是拉盖尔高阶模式纵向和横向的能量密度分布。
生物医学
FRED光学工程软件是目前最灵活和准确的光机系统设计和分析软件。满足了很多生物医学光学机构的应用需求，可以建立以下模型：内窥镜；体层计算扫描；荧光和组织色散；共焦成像系统；显微镜；超光谱系统；光束整形；偏振光；光纤传输系统等。
人眼模型
FRED中的分析面不仅仅局限于平面，还可以在球面采集分析数据，生成直观的3D视图。利用此特性，在FRED中可以模拟人眼的视网膜，进行眼视系统的准确分析。
人体皮肤模型
FRED中的材料属性中，可以对其体散射进行设定，内置了包括Henyey-Greenstein体散射在内的多种模型可选。
红外成像
FRED可以很容易的使用图形用户界面及内置的脚本语言实现热辐射和热成像，利用辐射测量技术，可以在很短的时间内准确的执行热成像、水仙花效应、热照度均匀性、自发热辐射。如上图所示是一个热茶壶不同的辐射系数及不同的表面温度分布透过单透镜成像在探测器上的2D图。
FRED Optimum
FRED Optimum 是 FRED 高级版本。它包含了内置的混合优化模块，并且拥有利用当今计算机高性能的多核处理器来增强光线追迹的能力。
FRED Optimum 的混合优化不同于透镜设计软件的优化。FRED 的新混合全面优化运算是非序列性的。允许多个变量同时优化，拥有 fractional weighting 性能以连接变量和利用多种内置优化函数，加上用户自定义的脚本可以应对特殊需要。混合运算拥有对在 FRED 中直接内建的或者从 CAD 软件中导入的NURBS 表面进行全面优化的能力。优化方案允许用户完全地控制变量、优化函数和优化方法，可以解决复杂的照明设计问题。
FRED内置优化模块是其他 Non-sequential软件绝无仅有的优化功能

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