lens_substitute_glasses — OPTICS `lensglobal` op

• 資料種類:table → table

• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.lens_substitute_glasses(system=None, catalog=None, k: 'int' = 1, metric: 'str' = 'nd_vd', tolerance: 'float' = 0.05) -> 'dict'(要直接呼叫實作,import lensglobal; lensglobal.lens_substitute_glasses(system=None, catalog=None, k: 'int' = 1, metric: 'str' = 'nd_vd', tolerance: 'float' = 0.05) -> 'dict';從台帳取用則 opsoptics.get("lens_substitute_glasses"))

用法

將系統中的模型玻璃 (n_d, V_d) 替換為第 k 近的目錄玻璃(table)。

> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。

Every surface whose medium is a model glass (an (nd, vd) pair or a raytrace.glass dict) is replaced by the *k*-th nearest catalogue glass (k=1 the nearest; see glass_nearest for the distance and the *metric*). Air, plain indices and glasses that are already named are kept. The result is rebuilt through raytrace.lens_system; a last surface with t None is refocused on the new glass. Returns {"system", "table", "n_substituted", "n_kept", "metric", "k", "tolerance"}; each table row is {"surface", "model_nd", "model_vd", "glass", "nd", "vd", "PgF", "distance", "rank", "d_nd", "d_vd"}.

Fail-closed: a model glass whose k-th neighbour is farther than *tolerance* (in the distance of the metric) raises ValueError naming the surface; nothing is swapped partially. The input is not modified. None uses a crown/flint pair as the example.

Example::

r = lens_substitute_glasses(sys_with_model_glasses)

[(row["surface"], row["glass"], row["distance"]) for row in r["table"]]

該族通用的輸入契約(fail-closed)

optics 的每個運算子都先檢驗輸入再計算(不讓任何東西無聲通過):

• 單位寫進參數名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不會當掉,而是給出「看似合理卻是錯的答案」,所以用命名來防。這裡絕不從數值大小去猜單位。

• 字串一律 ValueError —— float('50') 會成功,於是未解析的設定值會被當成長度混進來(實測:thin_lens('50', '200') 曾回傳看似合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隱式提升拒絕。

• complex / masked array 一律 ValueError(僅接受實數槽位;拒絕無聲丟棄虛部或剝掉遮罩)。所有輸入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。

• 逐項點名拒絕除零及其近親:焦距 0、曲率半徑 0、折射率 <= 0、全不透明光闌(全為 0,正規化變成 0/0)、總和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 向量、物體位於前焦點(像在無窮遠)。

• 只有兩個運算子會回傳非有限值,而且都寫進了契約:depth_of_field 在超焦距以外回傳 far_mm = inf(這正是超焦距的定義),gaussian_beam 在束腰處回傳 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半徑)。兩者都同時回傳一個有限的夥伴(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的無聲 NaN/Inf 都在內部檢出並 ValueError ——「float64 溢位了」和「答案是無窮大」是兩種不同的主張,不能拿後者的臉去交付前者。

• 尺寸上限:生成網格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,傳入的場/PSF/光闌受 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24),ABCD 元件序列受 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024),Zernike 受 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25)。以 fail-closed 堵住「小參數引發巨大內部配置」的路徑(實測:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。

• 物理上不可能的狀態同樣拒絕:偏振度 > 1 的 Stokes 向量、負穿透率、負強度、n-|m| 為奇數等非法 Zernike 指標。

詳細使用指南

• optics_imaging 族使用指南

參考(範例資料、文獻)

• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。

• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。

• 演算法的正典(作者、年份)與用途見上面的族使用指南。

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

• poc_lens_global_search — py -3.11 examples/poc_lens_global_search.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 `table` 作為輸入)

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

同類別(`lensglobal`)

glass_nearest · lens_global_search

*Provenance: lensglobal.py — OPTICS 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*

lens_substitute_glasses — OPTICS lensglobal op

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