polarization op• データ種: なし → matrix(引数だけで決まる op —— 画像やデータの入力を取らない)
• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.mueller_partial_polarizer(angle_deg=0.0, extinction_ratio=1000.0, transmission=1.0) (実装を直接呼ぶなら import optics; optics.mueller_partial_polarizer(angle_deg=0.0, extinction_ratio=1000.0, transmission=1.0)、台帳から引くなら opsoptics.get("mueller_partial_polarizer"))
• GPU: なし(CPU 参照実装のみ)
Mueller matrix of a linear polariser with a finite extinction ratio (a linear diattenuator). → (4, 4), or (*shape, 4, 4) for an angle field.
A real polariser passes intensity transmittance T1 = transmission for light polarised along its axis and T2 = T1 / extinction_ratio for light across it. Writing P = T1 + T2, D = T1 - T2, Q = 2 sqrt(T1 T2) and c = cos 2a, s = sin 2a (the axis at *angle_deg*), the matrix is
0.5 * [[P, D c, D s, 0],
[D c, P c^2 + Q s^2, (P - Q) c s, 0],
[D s, (P - Q) c s, P s^2 + Q c^2, 0],
[0, 0, 0, Q]]
— the textbook diattenuator diag-block form rotated to *angle_deg*. It is also exactly the Mueller matrix of the Jones matrix R(a) diag(sqrt T1, sqrt T2) R(-a) (a pure diattenuator has no retardance and no depolarisation), and the tests check that equality through the generic Jones → Mueller conversion, a separate code path.
Ground truth (closed form, checked in the tests): unpolarised light comes out with intensity (T1 + T2)/2 and degree of polarisation (ER - 1)/(ER + 1); the intensity transmitted through two such polarisers, parallel vs crossed, is (T1^2 + T2^2)/2 vs T1 T2 — the measured extinction ratio of the pair is (ER^2 + 1)/(2 ER), not ER; Malus's law becomes T2 + (T1 - T2) cos^2(theta) for fully polarised input at angle theta to the axis; ER -> infinity tends to T1 * mueller_element ("polarizer"); ER = 1 is a neutral-density filter T1 * I.
*angle_deg* may be an array (one matrix per entry, as mueller_element); *extinction_ratio* and *transmission* are scalars. Angles follow the module convention (from +x toward +y = down the rows, clockwise on a displayed image).
Raises ValueError: non-finite / non-real / bool / string arguments; *extinction_ratio* < 1 (an "extinction ratio" below 1 means the axis is the other one — rotate by 90 degrees instead of passing the reciprocal) or infinite (use mueller_element for the ideal polariser); *transmission* outside (0, 1] (a passive element cannot amplify, and a zero-transmission element has no axis); an angle field over MAX_FIELD_ELEMENTS / 16 entries.
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。
• 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。
• polarization_camera_pipeline — py -3.11 examples/polarization_camera_pipeline.py
matrix を入力に取れる)abcd_trace · emva_filter_distortion · mueller_apply · mueller_checks · equirect_rotate · pixel_shift_capture · pixel_shift_merge · pixel_shift_motion_mask
polarization)jones_element · jones_apply · stokes_from_jones · mueller_element · mueller_apply · stokes_analyze · polarization_demosaic · polarization_demosaic_color
*Provenance: optics.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)。*
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