spectrometer op• 資料種類:table → table
• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.spectrometer_slit_image(design, slit_height_mm=2.0, wavelengths_nm=None, n_points=21, rule='vector')(要直接呼叫實作,import gratingspec; gratingspec.spectrometer_slit_image(design, slit_height_mm=2.0, wavelengths_nm=None, n_points=21, rule='vector');從台帳取用則 opsoptics.get("spectrometer_slit_image"))
三維追跡長狹縫的像,給出 smile(譜線彎曲)與 keystone(空間放大率隨波長的變化)。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
design: czerny_turner_design の表。slit_height_mm: スリットの長さ(溝の向き)。
wavelengths_nm: 評価する波長(None なら帯域の 5 点)。n_points: スリットに沿った標本数(奇数にすると中心を含む)。
rule: "vector"(3 次元の格子の式、既定)/ "scalar"(面内の式を流用する壊した模型。
門の探針で、smile の閉形式から外れることを確かめるために残してある)。
返り値(table):
• x_mm / y_mm —— (波長, スリットの点) の像の位置(検出器の中心 = λ_c の中心光線)。
• smile_um —— スリットの端の像の x − 中心の像の x(波長ごと、正 = 長い波長の側)。
• smile_closed_um —— y'² (sin α + sin β) / (2 f_cam cos β)(放物線の近似)。
• curvature_radius_mm —— ρ = f_cam cos β / (sin α + sin β)。
• keystone_um —— スリットの端の像の y − 中心波長での y(波長ごと)。keystone_closed_um = y'(λ_c) (1 / cos(β − β_c) − 1)。
• anamorphic_trace / anamorphic_closed —— スリットの幅方向の倍率 dx'/dx_s を追跡と閉形式(f_cam / f_col)(cos α / cos β) / cos²(β − β_c)(平らな検出器)で。
Raises ValueError: 設計の表でない、帯域の外、高さ ≤ 0、rule の名前の誤り、伝わらない光。
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。
• 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。
• poc_spectrometer_illumination — py -3.11 examples/poc_spectrometer_illumination.py
table 作為輸入)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_bandpass · spectrometer_spectrum
*Provenance: gratingspec.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)。*
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