tracepro学习教程版

TracePro教程简介TracePro是一款先进的光学模拟软件，能够帮助工程师和设计师进行光学系统的设计和优化。

本教程将介绍TracePro的基本用法和常用功能，帮助读者快速上手和熟练使用该软件。

安装和配置在开始使用TracePro之前，首先需要安装该软件并进行必要的配置。

安装TracePro软件请按照软件提供商提供的安装指南，下载和安装TracePro软件。

安装完成后，确保软件已经成功运行并可以正常使用。

配置TracePro软件在使用TracePro之前，需要对软件进行一些配置，以确保软件的正常运行和满足用户特定的需求。

具体的配置步骤如下：1.打开TracePro软件，选择“Options”菜单，再选择“Preferences”选项。

2.在弹出的对话框中，可以进行多种配置操作，包括界面语言、文件保存路径、单位设置等。

根据实际需求，进行相应的配置调整。

3.点击“Apply”按钮，保存配置修改后的设置。

4.关闭对话框，已完成TracePro软件的配置。

创建新项目在开始进行光学系统的设计和优化之前，首先需要创建一个新的TracePro项目。

下面是创建新项目的步骤：1.打开TracePro软件，选择“File”菜单，再选择“NewProject”选项。

2.在弹出的对话框中，输入项目的名称和保存路径。

3.点击“OK”按钮，创建新项目。

4.创建完成后，可以在软件界面中看到新项目的文件结构和相关信息。

导入和编辑模型TracePro支持导入和编辑多种模型，包括几何模型、光学材料、光源等。

下面将介绍导入和编辑模型的方法。

导入模型要导入模型到TracePro项目中，需按照以下步骤操作：1.在软件界面的“Model”选项卡下，选择“Import”按钮。

2.在弹出的对话框中，选择要导入的模型文件，并点击“Open”按钮。

目前TracePro支持常见的模型文件格式，如STEP、IGES、STL等。

3.导入完成后，可以在软件界面中看到导入的模型，并对其进行进一步编辑和设置。

TracePro实例教程第一步是创建一个新项目。

在启动TracePro后，点击“File”菜单中的“New”选项，然后选择“Project”命令。

在弹出的对话框中，输入项目的名称和路径，并选择模板。

我们选择“General”模板，它提供了一个基础的空白项目。

第二步是设置光线追迹的参数。

在项目创建后，我们需要设置光线追迹的参数，以便进行模拟和分析。

在左侧的“Configuration tree”窗口中，选择“Model”节点，并点击右键，在弹出菜单中选择“Add Model”。

在弹出的对话框中，选择“Ray Trace”模块，并点击“OK”按钮。

然后，在右侧的属性窗口中，设置光线源的类型和位置，以及其他相关参数。

第三步是绘制光学系统。

在项目中，我们需要绘制光学系统的几何形状。

在左侧的“Configuration tree”窗口中，选择“Geometry”节点，并点击右键，在弹出菜单中选择“Add Surface”。

然后，在右侧的属性窗口中，设置表面的类型和位置，例如球面、棱镜等。

通过重复这个过程，我们可以添加多个表面来构建完整的光学系统。

第四步是定义材料属性。

在光学系统设计中，材料的光学特性非常重要。

在左侧的“Configuration tree”窗口中，选择“Materials”节点，并点击右键，在弹出菜单中选择“Add Material”。

然后，在右侧的属性窗口中，设置材料的光学参数，例如折射率、透射率等。

第五步是设置分析和输出参数。

在光学系统设计完成后，我们可以通过模拟和分析来评估其性能。

在左侧的“Configuration tree”窗口中，选择“Analysis”节点，并点击右键，在弹出菜单中选择“Add OutputAnalysis”。

然后，在右侧的属性窗口中，选择要分析的参数和结果的输出格式。

第六步是运行模拟和分析。

在完成了上述的设置后，我们可以点击“Run”按钮来运行模拟和分析。

TracePro将根据设置的参数进行光线追迹，并生成相应的结果。

菲涅尔透镜TracePro教程首先，本教程是中使用的是TP7，采用RepTile特征应用在所要形成的菲涅尔面上。

所以，在应用菲涅尔特性之前，先构建好菲涅尔物镜的结构。

1.构建镜框。

2.点定义，材料特性里面点鳞甲特性，打开鳞甲特性编辑器3.点上图中的新增特性命名，选好变化方式，根据你想要定义的内容来定。

在这里，我选择可变参数。

点好确定之后，弹出上图，描述上面标注一下，将来用起来好识别。

（可无）带宽在这里我输入的是0.225，（参考CYQ大师的进阶资料）。

4.输出数据，方便我们载出之后定义。

点这个按钮，载出。

会弹出下面这个。

点保存这个txt文件，名字为Fresnel1.txt。

注意存放位置，我们下面会用到。

5.下面最小化TP，让我们学习一下菲涅尔透镜的参数。

在上一个步骤，我们看到Facet Angle和Draft Angle，如下图所示，这两个角度以及菲涅尔环带宽的介绍，参考如下文件，详见[1]：我们可以知道，定义带宽之后，需要定义每个环带不同的倾斜角度。

6.为了教程的进行，我们借用TP手册中的资料来载入菲涅尔透镜的角度。

打开文件TracePro\Examples\Demos\Fresnel Lens Arcsecs.txt，该文件里面的数据指的是每一环下facet angle的度数，但是该角度的单位是arcseconds。

这个单位是1/3600 度，所以，我们有必要转换回来。

下面说的这个转换方法是在Excel 里面转换的，可以借鉴一下。

用Exele打开：在B列输入公式=A1/3600，再应用到各列。

一共333列(可参考[2])。

拷贝好这一列数据，可以使用Cltl+Shift+↓选择该列数据复制。

7.使用Excel打开之前的txt文件，Fresnel1.txt再粘贴上面的数据到A19然后再到Draft Angle里面写满5（你们可以自定义，我是参考进阶里面的参数）。

写完后保存。

8.打开TP鳞甲特性编辑器，载入Fresnel1.txt这就完成了菲涅尔透镜鳞甲的设计了。

Tracepro学习教程Tracepro是一款强大的光学设计和仿真软件，广泛应用于光学系统设计和光学元件性能评估。

它提供了一套完整的工具和功能，可用于光学元件分析、衍射和散射分析、非球面镜设计、光学系统优化、发光二极管（LED）设计和非线性光学分析等。

1. Tracepro的安装和基本界面2. Tracepro的基本操作和数据输入在学习Tracepro之前，用户需要了解软件的基本操作和数据输入方式。

Tracepro可以通过输入光源、光学元件和材料等数据来进行光学设计和分析。

用户可以使用Tracepro提供的标准光源模型，也可以导入外部光源数据。

通过设置光源的参数和位置，用户可以模拟不同类型的光源，并观察其在光学系统中的传播和衍射情况。

对于光学元件的设计，用户可以选择使用Tracepro提供的标准元件模型，也可以自定义非球面镜、透镜等元件。

用户可以设置元件的参数和材料属性，并观察它们对光学系统的影响。

3.光学系统设计和优化Tracepro提供了丰富的工具和功能，用于光学系统设计和优化。

用户可以通过在光学系统中添加、删除或调整光学元件，来改变光学系统的传输特性。

用户可以观察光束的传播路径、聚焦性能和光线散射情况，以评估光学系统的性能。

在光学系统优化方面，Tracepro提供了多种优化算法和策略，例如遗传算法、步进法和灵敏度分析等。

用户可以根据需要选择合适的优化方法，并设置优化的目标和约束条件，以实现光学系统的最佳设计。

4.光学元件性能评估和分析5.LED设计和非线性光学分析除了常规光学设计和分析，Tracepro还提供了专门的功能和工具，用于发光二极管（LED）设计和非线性光学分析。

在LED设计方面，用户可以模拟LED光源的发射特性、发光度和色温等，并评估其在光学系统中的光衰情况。

在非线性光学分析方面，Tracepro可以模拟非线性光学效应，例如二次谐波生成（SHG）、三次谐波生成（THG）和光学放大等。

Tracepro实例学习教程TracePro是一个强大的光学仿真软件，可以帮助工程师和科学家设计和分析光学系统。

本教程将介绍TracePro的基本操作和主要功能。

通过几个实例案例，你将学会如何使用TracePro进行光线追踪、光线分析和优化等。

实例一：透镜系统设计假设我们要设计一个简单的透镜系统，主要包括一个凸透镜和一个凹透镜。

我们首先打开TracePro，创建一个新的项目，并选择“凸透镜”和“凹透镜”作为初始模型。

然后，我们可以设置透镜的物理属性，如曲率半径、折射率等。

接下来，我们需要定义光源。

在TracePro中，我们可以选择不同类型的光源，如点光源、方向光源等。

我们可以通过拖动光源调整其位置和方向，以模拟实际情况。

在设置完透镜和光源后，我们需要设置接收器，即检测光线的位置。

可以选择光强、光通量、光能量等作为接收器参数。

通过选择不同的接收器参数，可以得到不同的光学性能结果。

最后，我们可以通过点击“分析”按钮开始光线追踪。

TracePro会模拟光线在透镜系统中的传播和折射，然后显示光强分布、光通量等结果。

我们可以通过对比不同参数设置下的结果，来优化透镜系统的设计。

实例二：光学元件分析在这个实例中，我们将学习如何使用TracePro对光学元件进行性能分析。

假设我们使用一个平面反射镜作为光路中的一个元件。

我们打开TracePro，创建一个新的项目，并选择“平面反射镜”作为初始模型。

首先，我们需要设置反射镜的物理属性，如尺寸、反射率等。

然后，我们选择一个合适的光源，并设置接收器。

在设置完光源和接收器后，我们可以通过点击“分析”按钮开始光线追踪。

TracePro会模拟光线在反射镜上的反射，然后显示反射效果、光强分布等结果。

我们可以通过对比不同参数设置下的结果，来优化反射镜的设计。

实例三：光学系统优化在这个实例中，我们将学习如何使用TracePro对光学系统进行优化。

假设我们有一个复杂的光学系统，包括多个透镜、反射镜、棱镜等。

TracePro教程简介TracePro是一款广泛应用于光学系统设计和分析领域的光学仿真软件。

它提供了光线追踪和非准直光线追踪两种模式，可以用于设计和优化光学元件、光学系统，以及进行光学性能分析。

本教程将介绍TracePro的基本使用方法和一些常用功能，旨在帮助用户快速上手并利用TracePro进行光学系统设计和分析。

安装和配置在开始使用TracePro之前，首先需要进行软件的安装和配置。

1.下载TracePro的安装包，并根据安装向导进行安装，确保安装过程中选择了合适的安装路径。

2.安装完成后，可以启动TracePro软件，并进行必要的配置。

例如，可以设置默认的工作目录，修改界面语言等。

TracePro界面TracePro的界面简洁直观，提供了丰富的工具和功能来进行光学系统的设计和分析。

以下是TracePro的界面主要组成部分:1.菜单栏：包含各种菜单和下拉列表，用于进行设置、导入导出文件、运行仿真等操作。

2.工具栏：提供了常用的工具按钮，如新建文件、保存文件、运行仿真等。

可以通过自定义工具栏按钮来增加或移除对应的功能按钮。

3.视图栏：显示当前文件的视图类型，可以通过点击视图栏的不同选项来切换视图。

4.图纸窗口：用于绘制光学元件和系统的图纸，可以通过拖拽和绘制的方式添加和调整光学元件的位置和属性。

5.结果窗口：显示仿真结果和分析数据，例如光强分布、传输率、反射率等。

可以通过结果窗口对仿真结果进行分析和调整。

TracePro基本操作1. 创建新项目在菜单栏选择。

Tracepro 入门与进阶CYQ DESIGN STUDIO1Tracepro 入门与进阶CYQ DESIGN STUDIO内 容 简 介本书以美国 Lambda Research Corporation 的最新 3.24 版本为蓝本进行编写， 内容涵盖了 tracepro3.24 光学仿真设计的概念、tracepro 软件的配置和用户定制、光 学元件模型的创建、描光、分析等内容。

本书章节的安排次序采用由浅入深，前后呼应的教学原则，在内容安排上，为方 便读者更快、更深入地理解 tracepro 软件中的一些相关概念、命令和功能，并对运用 该软件进行光学仿真设计的过程有一个全局的了解，本书中介绍了单片 LCD 投影机 的仿真设计全过程，同时在本书的最后一章详细介绍了背光源等光学仿真设计过程， 增强了本书的可读性和实用性，摆脱单个概念、命令、功能的枯燥讲解和介绍。

本书可作为光学专业人员的自学教程和参考书籍， 也可作为大专院校光学、 光电专业 的学生学习 tracepro 的使用教材。

2Tracepro 入门与进阶CYQ DESIGN STUDIO前言Tracepro 是一套可以做照明光学系统分析、传统光学分析，辐射度以及光度分析 的软件， 它也是第一套由符合工业标准的 ACIS 立体模型绘图软件发展出来的光机软 件。

功能强大的 Tracepro 减轻了光学设计人员的劳动强度，节约了大量的人力资源， 缩短了设计周期，还可以开发出更多质量更高的光学产品。

但目前 Tracepro 学习教 程甚少， 不少初学者苦于无参考学习资料而举步为艰。

本人根据从事光学设计的经验 与运用 Tracepro 的体会，汇集成书，目的是使 Tracepro 的初学人员能快速入门，快 速见效，使已入门者能进一步提高 Tracepro 的应用水平和操作能力，从而在工作中 发挥更大的效益，为中国的光学事业作出贡献！ 本书乃仓促而成，虽然几经校对，但错误之处在所难免，恳请广大读者朋友予以 指正，不甚感谢！ 电子邮箱： cyqdesign@陈涌泉 2004 年 12 月 4 日3Tracepro 入门与进阶CYQ DESIGN STUDIO目录第一章 TracePro3.24 软件介绍与安装 --------------------------------------------------1 1.1 TracePro 软件介绍-------------- --------------------------------------------------5 1.2 TracePro3.24 软件安装 --------------------------------------------------7 第二章 基本功能介绍 ---------------------------------------------------------------------15 2.1 用户界面介绍 ---------------------------------------------------------------------15 2.2 系统设置 ------------------------------------------------------------------------23 2.3 建立模型途径 ---------------------------------------------------------------------24 2.4 建立模型 --------------------------------------------------24 2.4.1 Lens Element 建立 --------------------------------------------------25 2.4.2 菲涅尔透镜的建立 -----------------------------------------------------26 2.4.3 反射镜的建立 -------------------------------------------------------------27 2.4.4 基本形状建立 -------------------------------------------------------------28 2.4.5 其它模型 ------------------------------------------------------------------29 2.5 定义光学特性 --------------------------------------------------------------------29 2.5.1 运用属性 -------------------------------------------------------------------29 2.5.2 编辑属性数据- -------------------------------------------------------------30 2.6 分析功能-----------------------------------------------------------------------------31 2.6.1 照度、辉度分析-- ---------------------------------------------------------32 2.6.2 光强度分析 ----------------------------------------------------------------33 第三章 入门设计实例--- ----------------------------------------------------------------34 3.1 球形反光碗设计--------------------------------------------------------------------35 3.2 光源的建立 -------------------------------------------------------------------------39 3.3 聚光镜的建立 ----------------------------------------------------------------------40 3.4 菲涅尔透镜的建立-----------------------------------------------------------------42 3.4.1 焦距为 120mm 的菲涅尔透镜的建立 -----------------------------------43 3.4.2 焦距为 185mm 的菲涅尔透镜的建立-------------------------------------46 3.5 液晶屏的建立-----------------------------------------------------------------------48 3.6 投影镜头的建立--------------------------------------------------------------------50 3.7 LCD 投影机光学系统的建立 ---------------------------------------------------56 第四章 进阶设计实例----------------------------------------------------------------------62 4.1 导光管设计 -------------------------------------------------------------------------62 4.2 背光源设计 -------------------------------------------------------------------------79 4.2.1 背光源技术介绍--------------------------------------------------------------79 4.2.2 设计背光源--------------------------------------------------------------------904Tracepro 入门与进阶CYQ DESIGN STUDIO第一章：TracePro 软件介绍与安装1.1 TracePro软件介绍TracePro 是一套能进行常规光学分析、设计照明系统、分 析辐射度和亮度的软件。

Tracepro⼊门基础⼆图2.5.2.62.5.2.3膜层定义打开Define下拉菜单，在Edit Property Data中选择Thin Film Stacks,打开膜层定义设置对话框，如图2.5.2.6为3 Layer AR膜层参数。

⽤户完全可以根据实际光学元件的膜层参数进⾏设置定义，使分析的光学系统或元件更接近实际。

选中Edit Enabl，变可以开始编辑膜层。

⽤户还可以点击New Stack，进⾏全新多种膜层设计。

2.5.2.4 RepTile定义RepTile功能可⽅便设计重复且微⼩的结构如监视器的应⽤及 Fresnel lenses，但此功能只在TracePro软件的Expert版本才具备。

打开Define下拉菜单，在Edit Property Data中选择ReTile Property,打开RepTile定义设置对话框，如图2.5.2.6所⽰。

在以后的章节中，本书将⽤⼤量的篇幅进⾏讲解，这⾥不做多的介绍。

2.6分析功能进⾏描光分析前，需要对描光进⾏设定，TracePro有两种模式可供选择：■分析模式（Analysis mode）：计算光线在所有物体，表⾯上的位置，⽅向，Flux，偏振等值，并存储在硬盘。

这种分析模式速度慢，对PC硬件需求较⼤。

■仿真模式（Simulation mode）：这种模式需要选取⼀个表⾯，TracePro 只存储这个⾯的光线资料。

速度⽐较快，对PC硬件要求不⼤。

TracePro具备强⼤的分析功能，主要分析功能如下：■照度、辉度、CIE⾊坐标、⾊度分析（Irradiance map）■光强度分析（Candela plot）■光线资料（光线位置、⽅向、通量）（Ray Histories）■选择需要分析的光线（Ray sorting）■⼈眼视觉模拟（Photorealistic Render）2.6.1照度、辉度分析照度、辉度分析在tracepro进⾏光学系统分析中常常使⽤到的功能如图2.6.1为⼀光学元件⼀⾯上的照度分析图。