What is FRED？

■ 光機系統(tǒng)一體的設計分析工具

■ 雜光分析

■ 相干光傳播

■ 成像系統(tǒng)設計和照片真實渲染

■ 虛擬機

■ 光機系統(tǒng)調試（法醫(yī)3D光學）

■ 自輻射熱分析

■ 照明設計

■ 公差、裝配和測試

■ 序列和非序列光線追跡模式

■ 多變量優(yōu)化能力

Introduction

自由曲面

■ 文獻定義:

任何非旋轉對稱面*

對稱面繞任何軸旋轉,非它的對稱軸

■ 非正式:任何非傳統(tǒng)的表面(如 NURBS、超高斯變形面)

■ 越來越多地用于光學系統(tǒng)的設計:

  非成像:接近規(guī)范

  成像:越來越多的用于校正像差

高斯疊加面的定義

應用案例

激光光束整形

光源：高斯光束TEM00

目標：平頂光束均勻分布

方法：超高斯曲面可用來整形高斯光束輪廓

光源：高斯光束TEM00

六邊形格子光源,光源為相干光

高斯疊加面的定義

操作界面

優(yōu)化變量：改變這些超高斯面的參數，用FRED優(yōu)化自由曲面變的非常簡單。

優(yōu)化函數：1、Irradiance Variance   2、Total Maximized Power

優(yōu)化方法：非線性單純法；迭代次數50；

優(yōu)化前后的照度對比：

光路分析

超高斯面實例 ——模擬表面產生的隨機缺陷

制造中表面產生的隨機缺陷

超高斯面實例——拋物線槽型聚光集熱器