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楼主
发表于: 2020-12-04
几何元件类型
JO$]t|I
F4l6PGxF&\
X-WvKH(=w
为什么FRED这个特性非常有用
:
?UZyu4O%
DcM+K@1E4^
FRED有很多常用的
光学
元件和几何形状,可以添加到模型里面。FRED可以很容易地让用户创建复杂、真实渲染的几何图形。此外,Element Primitives(元件基元)允许用户使用类似于CAD程序的建模方式,创建实体及执行布尔运算来定义模型。
9Qd'=JQl
VL1z$<vVXt
`Wt~6D e
1.
透镜
:可以由半径、曲率或焦距/弯曲因子进行指定。孔径可以是圆形、椭圆或矩形。
/]>{"sS(
?Qp_4<(5
2. 反射镜:可以由半径,曲率或焦距,中心厚度,材料及圆形、椭圆或矩形外边界和可选的中心孔进行指定。
I!#^F1p1
p;01a
3. 棱镜:多种常见的棱镜类型是可使用的,每个类型都有自己的一组设置选项。
?2/M W27w
a{6|[aR
4. 自定义元件:由多个表面和曲线组成的自定义几何形状可以使用这个元件类型。
89dC bF3b
pAL-Pl9z
5. 元件基元:由最小的一组
参数
定义常用的实体类型。
d$ 7b
b%$C!Tq'
6. 元件合成:允许创建复杂的实体几何图形,通过加、交叉、减布尔运算来合成元件基元。
he6) L6T
1T`"/*!
上图:使用元件基元和布尔运算在FRED界面创建一个复杂的几何图形(Sample Files/Geometry /geometryOpticalMouse.frd)
Nd)o1{I
位置/方向
f%l#g ]]
AYerz
在任何其他组件的坐标系统中,FRED都可以定位任何组件(装配,部件,元件,表面,曲线或
光源
等)的位置。
FkkB#Jk4
Z@umbyM
此外,FRED可以在任何时刻很方便地将任何实体的坐标系统转换成其他任何类型的坐标系统。
0 pz X!f1~
>FhBl\oIi
t,YAk ?}
为什么FRED这个特性非常有用
:
,~w)@.
~+ur*3X
FRED允许在任何坐标系统定义对象的位置和方向。这意味着用户不需要知道单个对象的全局位置。
W%:zvqg v
此外,分组实体通过集成在同一个坐标系统中用户可以快速操作整个装配,而无需对每个对象进行更改。
)Jn80~U|1
上图:通过设置起始坐标系统将这个对象定位在一个相对于光源的位置
!(o2K!v0
膜层类型
4h(Hy&1C
$*ZHk0 7x
一个新的FRED文档是与一些常见的膜层类型一起预先加载的。标准膜层是96%透射,4%反射& Uncoated代表没有镀膜的基底。
|U0@(H
此外,用户可以创建如下类型的膜层:
s os&
'IszS!kY
采样膜层(不连续波长)
"+_0idpF
普通的采样膜层(与波长,偏振和角度相关的)
IA!Kpg W
分层薄膜
=V4!t|(7
四分之一波长的单膜层
wkw/AZ{27
偏振/波片膜层
exvsf|
脚本膜层
OkXOV
i>}z$'X
Czn7,KE8X
为什么FRED这个特性非常有用
:
zvj\n9H
Q0q$ZK6C
用户所需的实际的
光学系统
可以使用这些选项快速和非常容易的准确模拟。使用FRED内置的BASIC脚本语言可以灵活的让用户自定义膜层。
o~ed0>D-LS
9NAlgET
材料
-t?G8,,
:gC2zv
一个新的FRED文档是与一些常见的材料类型一起预先加载的。
X'<xw
9IV WbJ
}+1o D{
此外,用户可以创建下列类型的材料:
&B C#u.^!
采样材料(不连续波长)
^DOcw@Z6HC
不同类型的光学玻璃目录库(例如:Schott, Ohara,Corning......)
p,/^x~m3a
不同类型的梯度折射率材料
*qBZi;1
采样双折射/或光学活性材料
HVpaVM
脚本梯度折射率材料
6iC:l%|u
!NtY4O/
1F/&Y}X
为什么FRED这个特性非常有用
:
2}-W@R
=\.|'
用户所需的实际的光学系统可以使用这些选项快速和非常容易的准确模拟。使用FRED内置的BASIC脚本语言可以灵活的让用户自定义材料。
T~Cd=s(T"
\;<Y/sg
光源
he #iWD'
AH+J:8k
常见的光源类型可以从简易光源列表中选择。其中包括平行平面波,点光源,高斯TEM00模式
激光
光束和像散高斯激光二极管光束。
tK*f8X+q
|)?T([
~c"c9s+o
光源特性也包括:
2_C.-;!
总功率
i^(<E0vS
相干性(非相干或相干)
*k -UQLJ
偏振态(非偏振或有特定属性的偏振)
&[uGfm+@
多波长(明确定义或基于光谱定义)
5l#)tX.by
复制阵列的位置
Yc}b&
iuEdm:pW
此外,用户可以创建一个自定义的(Detailed Source)详细光源,允许用户控制光源的所有参数包括:
{H74`-C)W
$6N.ykJ
光线的位置
[sBD|P;M
光线的方向
`4MPXfoBL
切趾功率和方向
9viC3bj. o
(;N_lF0
详细的光源还允许用户从如
LED
制造商中导入光线文件。
vjb{h'v
z; +x`i.
tx.sUu6
为什么FRED这个特性非常有用
:
Ue7~rPdlR
?(z3/"g]
简易光源类型允许用户快速建立共同光源。详细光源类型给予用户灵活性来创造更少的共同性,自定义光束类型。
N*#SY$!y
bZ)Jgz
高斯光束分解
#R$!|
为什么
FRED
这个特性非常有用:
R0>L[1o
6 S8#[b
不是所有的光线追迹软件都能够模拟相干场的传播。FRED可以做到。
\; ]~K6=
8Vx'sJ>r4
通过采用GBD,FRED可以模拟激光系统,可以计算出干涉仪的干涉图样,边缘衍射效应,
光纤
耦合等。
qlu yJpt
W$W7U|Z9y+
基于模拟微米或
纳米
尺度结构的FDTD,BPM和EME等第三方麦克斯韦解算法技术,使用GBD允许可以允许其与FRED之间实现数据共享。
fg2}~02n
高斯光束分解(GBD)是一种用在FRED中,允许通过光线追迹传播相干场的技术。它第一次是在1969年由J.A.Arnaud提出。
Q_Rr5/
oKUJB.PF
GZ"O%:d
为什么FRED这个特性非常有用
:
H5n"!!
不是所有的光线追迹软件都能够模拟相干场的传播。FRED可以做到。
?AEpg.9R-
通过采用GBD,FRED可以模拟激光系统,可以计算出干涉仪的干涉图样,边缘衍射效应,光纤耦合等。
M1:m"#=
基于模拟微米或纳米尺度结构的FDTD,BPM和EME等第三方麦克斯韦解算法技术,使用GBD允许可以允许其与FRED之间实现数据共享。
lPH]fWt<
Z`D#L[z$
GBD算法将secondary rays分配给每个“base ray”(参见下图),正是secondary和base的关系允许通过光学系统场传播计算波前和场系数(Ex,Ey,Ez —real和imaginary)。
]du pU"VV
y(HR1vQ;Z
更多细节可以在FRED帮助/相干光源概述页面找到。
C..O_Zn{g
KQk;:1hW
分析
x|Dj
&wJ"9pQ~6E
FRED由许多不同的分析类型。
_$\T;m>'A
辐射照度分布(功率/单位面积)
n%Fa;!S
强度分布(功率/单位立体角)
X- zg
3D点列图
JSM{|HJxh
位置点列图,方向点列图,偏振点列图
_+GCd8d
亮度,照度
yuND0,e
颜色分析
/)|*Vzu
标量/矢量场(振幅,相位,实部和虚部系统,波前)
']V 2V)t
能量密度(功率/单位体积)
T"$"`A"
找到最优焦点
`O[M#y%*E
光纤耦合
m2_B(-
光线表面概述
B;EdLs}
光线追迹路径报告
,E_hG3}}
杂散光报告
nD!^0?
h5~tsd}OU
一些分析量例如辐照度3D图查看器,允许用户3D可视化数据,并允许用户自定义横截面。相比之下,一些分析量是基于文本格式并显示在FRED GUI的文本窗口(Text Window)。
yY!jkRq%w
{pVD`#Tl[
_vad>-=D*U
]_-<[0
FRED的光线追迹路径报告和杂散光报告提供了每个独特的光线路径详细报告,散射路径和鬼像路径允许快速理解和诊断模型。
JI.ad_IR
GDk/85cv0$
lGxG$0`;;
为什么FRED这个特性非常有用
:
)ZT&V