cylinder_lens_caustic — OPTICS watermedia op

• 데이터 종류: 없음 → table(인자만으로 정해지는 연산자 —— 이미지나 데이터 입력을 받지 않습니다)

• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.cylinder_lens_caustic(radius_mm, n_glass, n_fill=1.0, thickness_wall_mm=0.0, n_rays=41) -> 'dict'(구현을 직접 호출하려면 import watermedia; watermedia.cylinder_lens_caustic(radius_mm, n_glass, n_fill=1.0, thickness_wall_mm=0.0, n_rays=41) -> 'dict', 원장에서 가져오려면 opsoptics.get("cylinder_lens_caustic"))

사용법

평행광 속의 원기둥(막대나 병)의 근축 초점과 실제 광선의 초점선 -> dict.

> 아래 상세 설명은 원문입니다 —— 요약과 제목은 번역되어 있습니다.

thickness_wall_mm = 0 is a solid rod of index n_glass and outer radius radius_mm; thickness_wall_mm > 0 is a hollow tube of that wall thickness filled with a medium of index n_fill (1.0 = empty, 1.333 = water). The light travels along +z across the axis (at the origin) and is bent in the plane of the section. The paraxial focus comes from the 2x2 ray-transfer matrix of the surfaces (efl = -1/C, back focal distance -A/C); for a solid rod it is the closed form f = n R / (2 (n - 1)) measured from the axis, and for a thin-walled tube filled with n_fill the two-interface limit n_fill R / (2 (n_fill - 1)). The real rays are traced surface by surface with the exact vector form of Snell's law at parallel heights from the axis up to 95 % of the clear aperture (the rod, or the fill); focus_z_mm is where each leaves the cylinder and crosses the axis (distance from the axis, NaN if it does not cross), caustic_z_mm / caustic_y_mm the envelope of neighbouring exit rays. The marginal focus (the highest ray that leaves the cylinder before it crosses the axis) is shorter than the paraxial one (positive spherical aberration). The table also has paraxial_focus_mm (from the axis), efl_mm, power_per_mm (C; an empty thin tube has almost none), efl_closed_form_mm, marginal_focus_mm, longitudinal_aberration_mm, heights_mm, paths_z_mm / paths_y_mm (the ray points from the start to the exit) and exit_dir_z / exit_dir_y. n_glass <= 1, n_fill < 1 and a wall as thick as the radius are refused.

패밀리 공통 입력 계약(fail-closed)

optics 의 모든 연산자는 입력을 검증한 뒤에 계산합니다(조용히 통과시키지 않습니다):

• 단위는 인자 이름에 넣습니다 — _mm / _um / _deg / _mrad. mm 와 µm 를 혼동하면 crash 가 아니라 「그럴듯하게 틀린 답」이 나오므로 이름으로 막습니다. 크기로 단위를 추측하는 처리는 일절 하지 않습니다.

• 문자열은 ValueError —— float('50') 은 성공하므로 파싱되지 않은 설정값이 길이로 통과해 버립니다(실측: thin_lens('50', '200') 이 그럴듯한 66.667 mm 를 돌려주고 있었습니다). bool 도 True == 1 의 암묵 승격으로 보고 거부합니다.

• complex / masked array 는 ValueError(실수 슬롯만. 허수부의 무언 절삭·마스크 벗기기를 거부).NaN/Inf 는 모든 입력에서 ValueError.

• 0 나눗셈과 그 친척들을 이름을 들어 거부: 초점거리 0, 곡률반경 0, 굴절률 <= 0, 불투명한 조리개(전부 0 이라 정규화가 0/0), 총합 <= 0 인 PSF, S0 = 0 인 스토크스 벡터, 물체가 앞쪽 초점에 있는 경우(상이 무한대).

• 비유한 값을 돌려주는 것은 2 개 연산자뿐이며, 둘 다 계약으로 명시: depth_of_field 의 과초점거리 너머 far_mm = inf(그것이 과초점거리의 정의)와 gaussian_beam 의 허리에서의 wavefront_radius_mm = inf(평면 파면의 곡률반경). 둘 다 유한한 짝(far_is_infinite / curvature_per_mm)을 함께 돌려줍니다. 그 밖의 무언 NaN/Inf 는 내부에서 검출해 ValueError —— 「float64 가 넘쳤다」와 「답이 무한대다」는 다른 주장이므로, 후자의 얼굴로 전자를 돌려주지 않습니다.

• 크기 상한: 생성 격자는 optics.MAX_GRID(4096), 넘겨받은 필드/PSF/조리개는 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24), ABCD 소자열은 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024), Zernike 는 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25). 작은 인자에서 거대한 내부 할당이 일어나는 경로(실측: n_max=40 × 4096² 로 108 GB)를 fail-closed 로 막습니다.

• 물리적으로 불가능한 상태도 거부: 편광도 > 1 인 스토크스 벡터, 음의 투과율, 음의 강도, n-|m| 이 홀수인 잘못된 Zernike 첨자 등.

자세한 사용 가이드

• optics_imaging 패밀리 가이드

참고(샘플 데이터·문헌)

• 샘플 데이터 카탈로그(DL URL / 라이선스) —— 2-D 는 skimage.data(BSD/public)+ 합성, 3-D 는 실데이터 소스(Stanford/PDS 등)의 DL URL.

• 연산자의 내력·참고문헌 —— 이 연산자 족의 바탕이 된 연구/기법의 출처.

• 알고리즘의 정전(저자·연도)과 용도는 위의 패밀리 사용 가이드에 적혀 있습니다.

실행 가능한 예제(이 연산자를 실제로 호출하는 검증된 샘플)

• poc_water_transparent_media — py -3.11 examples/poc_water_transparent_media.py

타입이 이어지는 다음 연산자(table 를 입력으로 받는 것)

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

같은 카테고리(watermedia)

ocean_spectrum · ocean_height_field · fresnel_water_air · snell_window · refracted_view · water_attenuation · underwater_image · phase_function_hg


*Provenance: watermedia.py — OPTICS 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*

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