What is FRED？
■ 光机系统一体的设计分析工具
■ 杂光分析
■ 相干光传播
■ 成像系统设计和照片真实渲染
■ 虚拟机
■ 光机系统调试（法医3D光学）
■ 自辐射热分析
■ 照明设计
■ 公差、装配和测试
■ 序列和非序列光线追迹模式
■ 多变量优化能力

Introduction
自由曲面
■ 文献定义:
任何非旋转对称面*
对称面绕任何轴旋转,非它的对称轴
■ 非正式:任何非传统的表面(如 NURBS、超高斯变形面)
■ 越来越多地用于光学系统的设计:
  非成像:接近规范
  成像:越来越多的用于校正像差
高斯叠加面的定义

应用案例
激光光束整形
光源：高斯光束TEM00

目标：平顶光束均匀分布

方法：超高斯曲面可用来整形高斯光束轮廓
光源：高斯光束TEM00

六边形格子光源,光源为相干光

高斯叠加面的定义
操作界面
优化变量：改变这些超高斯面的参数，用FRED优化自由曲面变的非常简单。
优化函数：1、Irradiance Variance   2、Total Maximized Power
优化方法：非线性单纯法；迭代次数50；
优化前后的照度对比：
光路分析
超高斯面实例 ——模拟表面产生的随机缺陷

制造中表面产生的随机缺陷
超高斯面实例——抛物线槽型聚光集热器