spectrometer op• 데이터 종류: table → table
• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.spectrometer_bandpass(design, slit_width_um=25.0, pixel_um=14.0, input_na=0.1, wavelengths_nm=None, slit_height_mm=1.0, pupil='circular')(구현을 직접 호출하려면 import gratingspec; gratingspec.spectrometer_bandpass(design, slit_width_um=25.0, pixel_um=14.0, input_na=0.1, wavelengths_nm=None, slit_height_mm=1.0, pupil='circular'), 원장에서 가져오려면 opsoptics.get("spectrometer_bandpass"))
슬릿·화소·회절로부터 파장마다 분광기의 대역폭(장치 함수의 FWHM)을 구한다.
> 아래 상세 설명은 원문입니다 —— 요약과 제목은 번역되어 있습니다.
design: czerny_turner_design の表。
slit_width_um: 入口スリットの幅 w。0 は理想の点(回折と画素だけが残る)。
pixel_um: 検出器の画素の幅(分散方向)。0 は理想の連続の検出器。
input_na: スリットに入る光の NA(コリメータで平行になったビームの直径 D = 2 f_col tan(asin NA) を決め、
照らされた溝の数 N = D / (d cos α) と回折の線幅を決める)。
wavelengths_nm: 評価する波長(None なら帯域の 5 点)。
slit_height_mm: スリットの高さ(エタンデュだけに効く)。
pupil: "circular"(円いビーム、既定)/ "rectangular"(一様に照らした矩形 = 教科書の mN)。
返り値(table、波長ごとの配列):
• slit_image_um —— w' = w (f_cam / f_col)(cos α / cos β)(Palmer (8-11a)、焦点面の上、収差なし)。
• reciprocal_dispersion_nm_per_mm —— P = d cos β / (|m| f_cam)(焦点面の上)。
• slit_image_flat_um / reciprocal_dispersion_flat_nm_per_mm / obliquity_factor —— カメラの軸に垂直な平らな検出器の上(局所の倍率 1 / cos²(β − β_c)、czerny_turner_design の写像 x = f tan(β − β_c) と同じ)。装置関数と FWHM はこちらで作る。積 w' P(スリットで決まる帯域)はどちらでも同じ。
• slit_limited_nm (= w d cos α / (|m| f_col)、β に依らない) / pixel_limited_nm (= p P) / palmer_bandpass_nm (= P sup(w', p)、Palmer (8-12)) / diffraction_fwhm_nm(回折だけの FWHM)/ rayleigh_limit_nm (= λ / (|m| N))。
• fwhm_um / fwhm_nm —— 装置関数(回折 ⊗ スリットの像 ⊗ 画素)の FWHM。
• resolving_power (= λ / FWHM) / grating_resolving_power (= |m| N) / pixels_per_fwhm。
• regime —— 最も幅の大きい寄与("slit" / "pixel" / "diffraction")。
• line_shapes —— 波長ごとの装置関数 pairs(Δλ [nm], 最大 1 に正規化)。
• etendue_mm2sr —— スリットの面積 × π NA²(スループットはこれに比例する。w と分解能の取引)。
Raises ValueError: 設計の表でない、帯域の外の波長、NA が (0, 0.95] の外、幅が負、瞳の名前の誤り。
optics 의 모든 연산자는 입력을 검증한 뒤에 계산합니다(조용히 통과시키지 않습니다):
• 단위는 인자 이름에 넣습니다 — _mm / _um / _deg / _mrad. mm 와 µm 를 혼동하면 crash 가 아니라 「그럴듯하게 틀린 답」이 나오므로 이름으로 막습니다. 크기로 단위를 추측하는 처리는 일절 하지 않습니다.
• 문자열은 ValueError —— float('50') 은 성공하므로 파싱되지 않은 설정값이 길이로 통과해 버립니다(실측: thin_lens('50', '200') 이 그럴듯한 66.667 mm 를 돌려주고 있었습니다). bool 도 True == 1 의 암묵 승격으로 보고 거부합니다.
• complex / masked array 는 ValueError(실수 슬롯만. 허수부의 무언 절삭·마스크 벗기기를 거부).NaN/Inf 는 모든 입력에서 ValueError.
• 0 나눗셈과 그 친척들을 이름을 들어 거부: 초점거리 0, 곡률반경 0, 굴절률 <= 0, 불투명한 조리개(전부 0 이라 정규화가 0/0), 총합 <= 0 인 PSF, S0 = 0 인 스토크스 벡터, 물체가 앞쪽 초점에 있는 경우(상이 무한대).
• 비유한 값을 돌려주는 것은 2 개 연산자뿐이며, 둘 다 계약으로 명시: depth_of_field 의 과초점거리 너머 far_mm = inf(그것이 과초점거리의 정의)와 gaussian_beam 의 허리에서의 wavefront_radius_mm = inf(평면 파면의 곡률반경). 둘 다 유한한 짝(far_is_infinite / curvature_per_mm)을 함께 돌려줍니다. 그 밖의 무언 NaN/Inf 는 내부에서 검출해 ValueError —— 「float64 가 넘쳤다」와 「답이 무한대다」는 다른 주장이므로, 후자의 얼굴로 전자를 돌려주지 않습니다.
• 크기 상한: 생성 격자는 optics.MAX_GRID(4096), 넘겨받은 필드/PSF/조리개는 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24), ABCD 소자열은 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024), Zernike 는 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25). 작은 인자에서 거대한 내부 할당이 일어나는 경로(실측: n_max=40 × 4096² 로 108 GB)를 fail-closed 로 막습니다.
• 물리적으로 불가능한 상태도 거부: 편광도 > 1 인 스토크스 벡터, 음의 투과율, 음의 강도, n-|m| 이 홀수인 잘못된 Zernike 첨자 등.
• 샘플 데이터 카탈로그(DL URL / 라이선스) —— 2-D 는 skimage.data(BSD/public)+ 합성, 3-D 는 실데이터 소스(Stanford/PDS 등)의 DL URL.
• 연산자의 내력·참고문헌 —— 이 연산자 족의 바탕이 된 연구/기법의 출처.
• 알고리즘의 정전(저자·연도)과 용도는 위의 패밀리 사용 가이드에 적혀 있습니다.
• poc_spectrometer_illumination — py -3.11 examples/poc_spectrometer_illumination.py
table 를 입력으로 받는 것)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
spectrometer)grating_dispersion · czerny_turner_design · spectrometer_slit_image · spectrometer_spectrum
*Provenance: gratingspec.py — OPTICS 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*
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