design op• データ種: なし → table(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 raytrace; raytrace.lens_system(surfaces=None, stop=None, object_mm=inf, wavelength_um=0.58756, index_object=1.0, image_mm=None, field=None) (または opsoptics.get("lens_system"))
検証済みの逐次レンズ処方を組む(他の全 op が食う `table`)。
> 以下の詳細説明は原文のままです —— 要約と見出しは訳出済み。
*surfaces* is a list; each entry is a dict ``{"R", "t", "n", "k", "ap",
"mirror", "decenter", "tilt", "asph"}` or a tuple (R, t, n[, k[, ap]])`:
• `R radius (mm, inf for flat), t` thickness to the next surface
(mm, the last one is the distance to the image plane when *image_mm* is
not given — use `None` to place the image at the paraxial focus),
`n medium after the surface (index, (nd, vd) or :func:glass`),
`k conic (default 0), ap semi-aperture in mm (default None` =
unlimited), `mirror bool, decenter (dx, dy) mm, tilt`
`(ax, ay) degrees about x and y, asph` even aspheric coefficients
`(A4, A6, A8, …)` in mm⁻³, mm⁻⁵, … (default none = pure conic).
• *stop*: index of the aperture-stop surface (default: the first surface).
The stop's `ap` is the stop radius (required unless every surface has
one, in which case the smallest is used).
• *object_mm*: distance from the first vertex to the object (`inf` for a
collimated object); *index_object*: index of object space.
• *field*: default field for the analysis ops — degrees (infinite object)
or object height in mm (finite object). Default 0 (on axis).
Default (no *surfaces*): a plano-convex BK7 singlet, `f ≈ 100 mm`,
`f/4`, stop at the first surface — a sensible starting point for the
examples and for the no-argument registry call.
Returns a plain dict (JSON-friendly) — pass it to the other functions.
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。
• lens_calibration_loop_demo — py -3.11 examples/lens_calibration_loop_demo.py
• lens_defect_dataset_demo — py -3.11 examples/lens_defect_dataset_demo.py
• lens_design_demo — py -3.11 examples/lens_design_demo.py
• lens_optimize_demo — py -3.11 examples/lens_optimize_demo.py
table を入力に取れる)abcd_matrix · wavefront_stats · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd · spot_diagram
design)thick_lens · glass · example_system · glass_catalog · sellmeier · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats
*Provenance: raytrace.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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