polarization op• データ種: cimage × jones → jones
• 呼び出し: import optics; optics.jones_apply(jones, state) (または opsoptics.get("jones_apply"))
Push a Jones vector through a Jones matrix: `[Ex', Ey'] = J @ [Ex, Ey]`.
*jones* is a `(2, 2)` matrix (complex, or real which is promoted) and
*state* a 2-component complex Jones vector `[Ex, Ey]` of field
amplitudes. Returns a `(2,)` complex128 vector — chain it through further
elements, or hand it to :func:stokes_from_jones to get the observables.
Ground truth it reproduces exactly: Malus's law — a linear polariser at
*theta* on horizontal linear input returns amplitude `cos(theta)`, hence
intensity `cos^2(theta)`, matching to 1e-15 over the full angle sweep;
crossed polarisers return exactly `[0, 0]`; the identity matrix returns
the input bit-identically.
Note the zero vector is a legal result, not an error: light blocked by
crossed polarisers has zero amplitude. Downstream, :func:stokes_analyze
is the op that refuses a zero-intensity Stokes vector, because *there* the
degree of polarisation would be 0/0.
Raises `ValueError: *jones* is not (2, 2)`, *state* is not a
1-D 2-vector, either is masked or non-finite, or the product overflows.
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。
• optics_imaging — py -3.11 examples/optics_imaging.py
jones を入力に取れる)polarization)jones_element · stokes_from_jones · mueller_element · mueller_apply · stokes_analyze
*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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