design op• Datenarten: table → table
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.ray_bundle(system, field=None, rings=8, wavelength_um=None, image_mm=None, kind='hexapolar', pupil_fill=1.0, aim=None, vignetting=None) (die Implementierung direkt: import raytrace; raytrace.ray_bundle(system, field=None, rings=8, wavelength_um=None, image_mm=None, kind='hexapolar', pupil_fill=1.0, aim=None, vignetting=None); aus dem Register: opsoptics.get("ray_bundle"))
Verfolgt ein pupillenfüllendes Bündel eines Feldes; liefert die Rohdaten plus image_xy (N,2), chief_xy (2,), pupil (N,2) normierte Koordinaten und opl0 (Startwerte der optischen Weglänge).
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
*aim*: "paraxial" launches the rays at the paraxial entrance pupil (only the chief ray is moved onto the stop centre — the behaviour of every earlier version and the default of a system built without aim), "stop" is real-ray aiming (each ray is iterated until it crosses the stop at its own point, residual below 1e-11 of the stop radius, ValueError otherwise); None takes the system's aim. *vignetting*: None takes the system's per-field factors (lens_system), a dict {"vdx", "vdy", "vcx", "vcy", "van"} overrides them for this call ({} = none). The grid pupil is compressed / decentred by them before aiming, so the bundle fills the vignetted pupil; chief_xy stays the unvignetted chief ray.
Extra keys: pupil_vignetted (N,2) the stop-plane pupil coordinates actually aimed at, stop_xy (N,2) where each ray crossed the stop (stop frame, mm; NaN if it was lost before it), aim, vignetting (the factors used, or None) and aim_residual (largest aiming error in stop radii; None for paraxial aiming).
Jeder optics-Operator prüft seine Eingabe vor der Berechnung (nichts rutscht stillschweigend durch):
• Einheiten stecken im Argumentnamen — _mm / _um / _deg / _mrad. Eine Verwechslung von mm und µm stürzt nicht ab, sondern liefert eine plausibel aussehende falsche Antwort; der Name verhindert das. Aus der Größenordnung wird nie auf die Einheit geschlossen.
• Strings lösen ValueError aus — float('50') gelingt, sodass ein ungeparster Konfigurationswert als Länge durchrutschen würde (gemessen: thin_lens('50', '200') lieferte plausible 66,667 mm). bool wird als implizite Hochstufung True == 1 ebenfalls abgelehnt.
• complex / Masked Arrays lösen ValueError aus (nur reelle Slots; das stille Verwerfen des Imaginärteils bzw. Abstreifen der Maske wird abgelehnt). NaN/Inf löst bei jeder Eingabe ValueError aus.
• Division durch null und Verwandtes wird namentlich abgelehnt: Brennweite 0, Krümmungsradius 0, Brechzahl <= 0, undurchlässige Blende (alles 0, die Normierung wird 0/0), PSF mit Summe <= 0, Stokes-Vektor mit S0 = 0 und ein Objekt im vorderen Brennpunkt (Bild im Unendlichen).
• Nur zwei Operatoren liefern einen nicht-endlichen Wert, und beide halten das vertraglich fest: depth_of_field liefert jenseits der hyperfokalen Distanz far_mm = inf (genau das bedeutet die hyperfokale Distanz), und gaussian_beam liefert an der Taille wavefront_radius_mm = inf (der Krümmungsradius einer ebenen Wellenfront). Beide liefern zusätzlich einen endlichen Partner (far_is_infinite / curvature_per_mm). Jedes andere stille NaN/Inf wird intern erkannt und löst ValueError aus — "float64 ist übergelaufen" und "die Antwort ist unendlich" sind verschiedene Aussagen; die erste wird nie im Gewand der zweiten geliefert.
• Größenobergrenzen: erzeugte Gitter durch optics.MAX_GRID (4096), übergebene Felder/PSFs/Blenden durch optics.MAX_FIELD_ELEMENTS (2^24), ABCD-Elementketten durch optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS (1024), Zernike durch MAX_ZERNIKE_TERMS (512) / MAX_ZERNIKE_ORDER (40) / MAX_ZERNIKE_BASIS (2^25). Damit werden Pfade fail-closed geschlossen, in denen ein kleines Argument eine riesige interne Allokation auslöst (gemessen: n_max=40 × 4096² braucht 108 GB).
• Physikalisch unmögliche Zustände werden ebenfalls abgelehnt: Stokes-Vektor mit Polarisationsgrad > 1, negative Transmission, negative Intensität und ungültige Zernike-Indizes wie ungerades n-|m|.
• Leitfaden zur Familie optics_imaging
• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).
• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.
• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.
• poc_lens_file_roundtrip — py -3.11 examples/poc_lens_file_roundtrip.py
• poc_noncoaxial_optics — py -3.11 examples/poc_noncoaxial_optics.py
table als Eingabe)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
design)lens_system · thick_lens · glass · example_system · glass_catalog · sellmeier · paraxial_trace · seidel_coefficients
*Provenance: raytrace.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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