FRED简介-中山大学物理科学与工程技术学院（理工学院）

新一代光学设计仿真软件——FREDFRED是美国PhotonEngineering所出产，由原开发ASAP的主要核心工程师所设计研发，并导进TracePro的窗口人机接口，与其它同类产品相比，性能更高，模块类型丰富，性价比更具优势。应用领域：FRED运用的领域范围非常广泛，只要系统可以用几何光学来描述，都可以用它来做分析，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。软件特点：1良好的人机操作接口，拥有3D显示效果窗口——FRED的用户友好界面可以让您快速的添加底座，遮挡板和膜层。从商用透镜目录中提取常用的透镜(off-the-shelflenses)。组织您的系统模型到现实的装配体和子装配体。轻松的将装配体从一个坐标系统中移动到其他坐标系统中。及时地显示使您可以随时精确的看到您的硬件是什么模样。2处理速度快，且无对象数限制，无光线数限制——用户可以定义无数个面，曲线，非球面或者多项式面，材料，膜层，波长，光源，光线等等，只要您的机器配置允许。然后利用FRED的multi-threaded运算法则通过您计算机中的多处理器快速的得到结果。3具有更多分析功能——光线信息——近轴分析（高斯光学）——待测量面入射及吸收能量分析——最佳化几何焦点——光纤耦合效率——杂散光报表分析——光斑图——光偏振分析——光照度（lm/m^2、lux)(w/m^2、)——光强度(lm/sr、cd)(w/sr)——3D能量分布图——相干光系统的光波形分析——CIE4兼容度高，CAD档汇入无破面，并支持图形数字曲线建立——不管您想从您喜欢的光学设计软件，或是CAD(IGES,STEP)软件中导入您的设计，还是直接利用FRED软件中简单易用的界面进行建模，您都可以快速的开始实体原型。应用举例：激光二极管及光纤耦合系统激光二极管案例是利用FRED来模拟出二极管输出、传递同调光、光纤耦合效率计算，这个系统包含了激光二极管光源、平行透镜、双歪斜棱镜、聚焦透镜、光纤输入面。照明系统-非相干光源及反射罩系统FRED可以仿真所有显示系统的光源，包含了LED、RGBLED、白炽灯、HID氙气灯、氖灯、电弧光、荧光灯。而且可以随你所需要而更改颜色，使你更容易的就可以区别出光线折射、反射的信息。投影机范例投影机照明系统之弧光光源光学设计与分析，及成像系统到成像面是分析与设计。而投影机这个系统包含了照明设计、微机电设计、成像设计、极化分析、色彩分析及设计、散射光分析以及光机系统的设计及分析。杂散光计算利用FRED来建构任何复杂的结构分析，并提供给准确的分析结果，也可以真正的模拟出涂黑漆时，所产生的杂散光效应，看到杂散光形成及其路径，另可以将杂散光的分析结果分类，转成所需的报表或图形格式。三片式透镜之鬼影分析FRED提供了透镜在真实世界时，所无法避免的现象-鬼影，可从透镜设计软件汇入三片式透镜，依需求设定多波长的发光源，也可自行定义光线的序列近轴描光方式，或是定义各透镜表面之光学特性(镀膜)，分析鬼影之不同光线路径、鬼影之照度分析。干涉量测系统同调光(Coherent)传递及干涉量测系统的模拟，可以由FRED的软件分析出光的传递过程，分光(分出参考光)、以及分析一个同调光的干涉图形，而FRED中的光源，也可以设定为高斯光束分布、同调光、极化特性，使光源更符合实际的激光数组透镜-光照度计算在FRED可以作非序列式的描光及同调光计算，可明显的表示出FRED的分析结果，与真实的系统是一致的。分光仪可利用FRED来建构、分析全像光栅分光仪(HolographicGratingSpectrometer)，设定出一个多波长的发光源，来进行一个范例的模拟及分析。内视镜与导光管利用FRED的照明设计，来验证医学及显示系统上之导光管，可对光线进行改变方向之特性。FREDOptimum简介FREDOptimum是FRED最新版本.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多核系统来加速光线追迹的能力。FREDOptimum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。允许多重目标，拥有fractionalweighting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scripted优化函数可以应对非常任务。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。优化方案给了用户完全控制变量，优化函数和优化运算（1DorDownhillSimplex）以解决艰苦的照明设计问题。FRED内置优化模块是其他Non-sequential软件绝无仅有的优化功能。这也是FRED软件的重大突破。