lens_file_write — OPTICS `lensfile` op

• データ種: table → table

• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.lens_file_write(prescription=None, system=None, path=None, encoding: 'str' = 'ascii') -> 'dict' (実装を直接呼ぶなら import lensfile; lensfile.lens_file_write(prescription=None, system=None, path=None, encoding: 'str' = 'ascii') -> 'dict'、台帳から引くなら opsoptics.get("lens_file_write"))

使い方

処方を、lens_file_read と設計ソフトが読める .zmx のテキストに書く(table)。

*prescription* is the dict from lens_file_read (None: the bundled example). *system* — optional — is an edited raytrace.lens_system (for example the output of lensopt.optimize_lens): its radii, thicknesses, conics, aspheric terms and media replace the prescription's surfaces while the fields, wavelengths, aperture type, comments and still-valid solves are kept (a solve whose value was edited is dropped from the output and listed in dropped_solves). The stop size is written as the system aperture: an entrance-pupil diameter (ENPD) recomputed from *system* when the prescription used ENPD or FNUM.

*path* (optional) writes the file; *encoding* "ascii" (default, plain text that diffs well) or "utf-16" (with byte-order mark, what current design programs save). Media: an (n_d, V_d) pair or a plain index becomes a model glass, a catalogue name or .agf record its name with n_d / V_d on the line; a custom Sellmeier medium without a catalogue name is refused (a reader could not resolve it). *system* may also be a raytrace3d.noncoaxial_system (the prescription is then optional): its break and return elements become COORDBRK surfaces (order flag 0 / 1 for the tracer's "xyz" / "zyx" breaks), an entrance-pupil diameter is recomputed from the stop radius.

Refused: a beamsplitter surface, a per-surface decenter / tilt (put a break around it), a tilted image or object plane, a return across an odd number of reflections or one that would need a negative thickness. A coaxial raytrace.lens_system with tilted / decentred surfaces is still refused.

A *system* (or a prescription's system) that carries configurations is written as a multi- configuration file: configuration 1 as the surface blocks, then MNUM and one row per varying thickness / curvature / glass / aspheric parameter and configuration (see the module help for what is refused); the result then also has n_configurations and rows (row counts per operand).

Returns {"text", "path", "n_surfaces", "encoding", "dropped_solves"}.

Example::

p = lens_file_read("triplet.zmx")

best = lensopt.optimize_lens(p["system"])["system"]

lens_file_write(p, system=best, path="triplet_reoptimised.zmx")

ファミリ共通の入力契約(fail-closed)

optics の全 op は入力を検証してから計算する(黙って通さない):

• 単位は引数名に埋め込む — _mm / _um / _deg / _mrad。mm と µm の取り違えは crash ではなく「もっともらしく間違った答え」なので、名前で防ぐ。大きさから単位を推測する処理は一切しない。

• 文字列は ValueError — float('50') は成功してしまうため、未パースの設定値が長さとして通り抜ける(実測: thin_lens('50', '200') がもっともらしい 66.667 mm を返していた)。bool も True == 1 の暗黙昇格として拒否。

• complex / masked array は ValueError(実数枠のみ。虚部の無言切り捨て・マスク剥がしを拒否)。NaN/Inf は全入力で ValueError。

• 0 除算とその親戚を名指しで拒否: 焦点距離 0・曲率半径 0・屈折率 <= 0・不透明な開口(全 0 なので正規化が 0/0)・総和 <= 0 の PSF・S0 = 0 の Stokes ベクトル・物体が前側焦点にある(像が無限遠)。

• 非有限を返すのは 2 op だけ、しかも契約として明記: depth_of_field の過焦点距離以遠の far_mm = inf(それが過焦点距離の定義)と gaussian_beam のウエストでの wavefront_radius_mm = inf(平面波面の曲率半径)。どちらも有限の相棒(far_is_infinite / curvature_per_mm)を併せて返す。それ以外の無言 NaN/Inf は内部で検出して ValueError —「float64 が溢れた」と「答えが無限大」は別の主張なので、後者の顔で前者を返さない。

• サイズ上限: 生成格子は optics.MAX_GRID(4096)、供給された場/PSF/開口は optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24)、ABCD 素子列は optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024)、Zernike は MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25)。小さな引数から巨大な内部確保が起きる経路(実測: n_max=40 × 4096² で 108 GB)を fail-closed で塞ぐ。

• 物理的に不可能な状態も拒否: 偏光度 > 1 の Stokes ベクトル、負の透過率、負の強度、n-|m| が奇数などの不正な Zernike 添字。

詳しい使い方ガイド

• optics_imaging ファミリガイド

参考(サンプルデータ・文献)

• サンプルデータカタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。

• 演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。

• アルゴリズムの正典(著者・年)と用途は上記ファミリ使い方ガイドに記載。

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

• poc_lens_file_roundtrip — py -3.11 examples/poc_lens_file_roundtrip.py

• poc_zoom_configurations — py -3.11 examples/poc_zoom_configurations.py

型が繋がる次の op(`table` を入力に取れる)

abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd

同カテゴリ(`lensfile`)

lens_file_read · lens_file_system · lens_file_report

*Provenance: lensfile.py — OPTICS operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。*

lens_file_write — OPTICS lensfile op

使い方