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但光線追跡上，我們是使用不同的方法來描述的。光線追跡的處理方式是如同上面第一張圖表的。過程中只有三條光線：入射、穿透以及反射。你可以隨意的放大檢視，永遠(yuǎn)只有三條線。膜層本身不用光線追跡來處理，而用不同的函數(shù)來操作。對於光線追跡，光學(xué)相位的超前或延遲都是沿著光線觀察的。Zemax OpticStudio直接追跡光線到基板的位置，忽略中間的膜層及其厚度。膜層被假設(shè)鍍在基板表面之前。

1.3 參數(shù)化 DOE 矢高 -> 利用 FFT/Huygens PSF 光線追跡除了使用相位輪廓來表示DOE之外，還可以直接在序列模式下對詳細(xì)的矢高進(jìn)行建模，並使用傳統(tǒng)的光線追跡引擎設(shè)計(jì)DOE並進(jìn)行FFT和Huygens PSF之類的分析。此方法僅在DOE的特徵尺寸不太接近波長尺度（矢量繞射效果很強(qiáng)）時(shí)才有效。因此，該方法不適用於超穎透鏡。

因此，當(dāng)我們要計(jì)算一條光線的OPD時(shí)，此光線會從物面出發(fā)後一路追跡穿過光學(xué)系統(tǒng)，最終到達(dá)像面後，在循原方向後退追跡到 “參考球面”。此參考球面的球心是主光線與像面的交點(diǎn)，半徑是主光線與像面交點(diǎn)到主光線與出瞳面的焦點(diǎn)。然後我們就計(jì)算這條光線的總光程，並扣去主光線的光程 (因此主光線的光程差永遠(yuǎn)為零，因?yàn)樗旧砭褪橇愕膮⒖键c(diǎn))。

這種調(diào)整是有必要的，因?yàn)槌跏脊庠词嵌x在圓形網(wǎng)格上，而新的光場是定義在方形分析表面上。 使用高級光線追跡功能，追跡從光源到第一個(gè)透鏡的光線，該功能可以在光線追跡的過程中實(shí)現(xiàn)精確的控制，包括在特定的平面上停止光線追跡。然后光場可以被重新采樣(Raytrace > Spatially Resample Scalar Field…)，刪除現(xiàn)存的光線，并用新定義的光線替換它們。

所有的顯示都需要一個(gè)機(jī)械裝置來發(fā)送這個(gè)光穿過或不通過一個(gè)創(chuàng)建的文本或圖形以便于顯示信息。為控制光輸出，會用到一個(gè)或幾個(gè)光學(xué)儀器來控制所期望的顯示信息的角和位置。對這種類型的應(yīng)用，FRED已經(jīng)證實(shí)了相比傳統(tǒng)成型方法它可以節(jié)省30-50%的時(shí)間和成本。

2.FRED如何呈現(xiàn)散射光？ 有幾種方法可以跟蹤散射光。第一種方法是制造一個(gè)光源，再追跡其通過光學(xué)系統(tǒng)的光線。第二種方法是通過系統(tǒng)從探測器的反向逆追跡光線。通過使用任何3D光線追跡軟件程序來顯示雜散光光路是相當(dāng)重要的。光學(xué)工程師可以利用FRED來顯示雜散光發(fā)生的位置。反射光線以及折射光線僅僅是問題的一部分，散射光也是一個(gè)問題。3.FRED如何產(chǎn)生幾何界面？

? 可分析光學(xué)系統(tǒng)的三階像差、波像差、振幅、相位、能量等光信息。? 具有快速的序列與非序列光線追跡能力，光線追跡數(shù)量數(shù)沒有限制。? 可支持63核CPU的多線程運(yùn)算能力，并支持分布式計(jì)算。

樣本涂層設(shè)置對話框 驗(yàn)證 測試該設(shè)置相當(dāng)簡單，可以定義一個(gè)簡單的模型，模型中包含一個(gè)光源、一個(gè)具有期望涂層和散射特性的平面、“Allow All”光線追跡控制(檢查好所有允許的光線操作)和具有合適光濾光器的DAE分析面。 圖4. 包含DAE分析面的FRED模型 DAE濾光器允許用戶分別確定鏡向反射功率和后向散射功率的貢獻(xiàn)值。

Annual Review of Astronomy and Astrophysics, vol. 6, p.13. 1968 玻片 簡介 FRED具備通過光學(xué)系統(tǒng)模擬光線偏振的能力。光源可以是隨機(jī)偏振、圓偏振或線偏振。過濾或控制偏振的光學(xué)元件，如雙折射波片和偏振片，可以準(zhǔn)確的模擬。

簡介 當(dāng)一個(gè)分析請求執(zhí)行時(shí)，重要的是記住在FRED中的分析面只是在光線追跡結(jié)束后的后處理(過濾)光線。在光線追跡的過程中，它們不收集光線信息，無論光線的軌跡是否穿過分析網(wǎng)格。那么問題來了，“如何分析在光線追跡的過程中光線穿過光學(xué)空間的光場？” 一種選擇是使用FRED探測器實(shí)體(Detector Entity)結(jié)構(gòu)。

簡介 FRED具有通過光學(xué)系統(tǒng)來模擬光線偏振的能力。光源可以是隨機(jī)、圓或線偏振光。能夠過濾或控制偏振的光學(xué)組件，如雙折射波片和偏振片，可以準(zhǔn)確的進(jìn)行模擬。FRED中偏振模擬的一些簡單例子包括吸收二向色性和線柵偏振器，方解石半波片和馬耳他十字現(xiàn)象。這些特征的每個(gè)都可以應(yīng)用到更復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，如液晶顯示器（LCD）、干涉儀以及偏光顯微鏡。

本文描述了如何在FRED中模擬空間濾波器，內(nèi)容適用于所有的相干光束通過小孔的情況。用于空間濾波器的FRED工具? 光源功率切趾內(nèi)置和自定義的光源功率切趾函數(shù)，可以非常容易準(zhǔn)確的定義光束輪廓。? 最佳幾何焦點(diǎn)使用光線的任意子集，在任何表面的坐標(biāo)系統(tǒng)中尋找最佳焦點(diǎn)位置。? 高級光線追跡靈活和精確的光線追跡控制能力，具有序列和非序列傳播選項(xiàng)、指定數(shù)目的交叉點(diǎn)和光線開始和停止表面的選項(xiàng)。

我們的目的是分析沿著如下所示的光路多個(gè)平面的處的光束足跡。 設(shè)置計(jì)算 盡管FRED沒有一個(gè)內(nèi)置的“光束足跡分析”程序，但我們將在FRED中使用探測器實(shí)體結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)類似的功能。 一種選擇是使用FRED探測器實(shí)體(Detector Entity)結(jié)構(gòu)。

簡介偏振態(tài)分析(polarization analysis)可以作為一般光線追跡的進(jìn)階功能。在模擬的過程中，會將入射光因?yàn)樵砻驽兡?、反射和吸收而造成的能量損耗納入考量。一般的情況下，OpticStudio可以對大多數(shù)的鍍膜或雙折射材料進(jìn)行完整的分析。但有時(shí)因?yàn)榉诸悢?shù)據(jù)報(bào)告(Prescription data)不夠齊全，在進(jìn)行模擬時(shí)會需要簡化後的模型。

簡介 當(dāng)一個(gè)分析請求執(zhí)行時(shí)，重要的是記住在FRED中的分析面只是在光線追跡結(jié)束后的后處理(過濾)光線。在光線追跡的過程中，它們不收集光線信息，無論光線的軌跡是否穿過分析網(wǎng)格。那么問題來了，“如何分析在光線追跡的過程中光線穿過光學(xué)空間的光場？” 一種選擇是使用FRED探測器實(shí)體(Detector Entity)結(jié)構(gòu)。

簡介 FRED具有通過光學(xué)系統(tǒng)來模擬光線偏振的能力。光源可以是隨機(jī)、圓或線偏振光。能夠過濾或控制偏振的光學(xué)組件，如雙折射波片和偏振片，可以準(zhǔn)確的進(jìn)行模擬。FRED中偏振模擬的一些簡單例子包括吸收二向色性和線柵偏振器，方解石半波片和馬耳他十字現(xiàn)象。這些特征的每個(gè)都可以應(yīng)用到更復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，如液晶顯示器（LCD）、干涉儀以及偏光顯微鏡。

相干光a. 使用Trace GPU Rays光線追跡模式，在GPU上不會生成相干光b. 使用Trace CPU Rays光線追跡模式，將光線從FRED光線緩沖區(qū)推送到GPU時(shí)，在GPU光線追跡之前，相干屬性將從光線中移除，然后在光線返回到FRED時(shí)在CPU上被替換。

不這樣做的話將會導(dǎo)致光線追跡錯(cuò)誤，因?yàn)閮蓚€(gè)表面放置在空間里完全一樣的位置，而且它們具有兩個(gè)不同的材料設(shè)置。對于“Fiber Coating”的內(nèi)壁需要同樣的設(shè)置。 在這一模型中光纖涂層認(rèn)為是吸收的，且擁有停止所有(Halt All)光線追跡控制。所有其它的表面是不加涂層的。

為使仿真更加有效率，在散射表面上可以應(yīng)用一個(gè)“Monte Carlo”光線追跡控制屬性。這個(gè)功能保證了在每個(gè)散射事件中光線不會分裂。在FRED中創(chuàng)建如下的光線追跡控制屬性，并且指定到散射表面。

圖12是創(chuàng)建一個(gè)自定義散射定義的對話框菜單，注意到FRED最新的散射定義是一個(gè)腳本化的BSDF函數(shù)，在這里用戶定義了一個(gè)散射方程。FRED允許或禁止每個(gè)當(dāng)前應(yīng)用到該表面的光線追跡控制的反射和透射的散射元件。