photoelastic op• 数据种类:image2d → table
• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.photoelastic_retardation(stress_difference_pa, thickness_m, stress_optic_coefficient, wavelength_m)(要直接调用实现,import photoelastic; photoelastic.photoelastic_retardation(stress_difference_pa, thickness_m, stress_optic_coefficient, wavelength_m);从台账取用则 opsoptics.get("photoelastic_retardation"))
• GPU:无(仅 CPU 参考实现)
各向同性材料的应力光学定律 δ = 2π t C (σ1−σ2)/λ → dict(rad、nm、条纹级数与材料条纹值)。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
stress_optic_coefficient C is in Pa⁻¹ (1 brewster = 1e-12 Pa⁻¹); the birefringence is Δn = C (σ1 − σ2) and the material fringe value f_σ = λ/C [N/m per fringe], so N = t (σ1 − σ2) / f_σ.
Sign: Δn = n_σ1 − n_σ2, so for C > 0 the σ1 direction (principal_stress angle_deg) is the slow axis. The retarder angle of optics.mueller_element and photoelastic_polarization_images is the fast axis (exp(−iωt), the fast axis leads), so pass axis_deg = angle_deg + 90 together with this delta_rad — for either sign of C (equivalently −delta_rad with angle_deg).
Returns delta_rad, retardation_nm, fringe_order, birefringence and fringe_value_n_per_m.
Raises ValueError: a non-finite/empty stress, |C| outside [1e-15, 1e-8] Pa⁻¹ (a value in brewster or in MPa⁻¹ passed as Pa⁻¹), and the thickness / wavelength checks of retardation_from_birefringence.
optics 的每个算子都先校验输入再计算(不让任何东西无声通过):
• 单位写进参数名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不会崩溃,而是给出「看着合理却是错的答案」,所以用命名来防。这里绝不从数值大小去猜单位。
• 字符串一律 ValueError —— float('50') 会成功,于是未解析的配置值会被当成长度混进来(实测:thin_lens('50', '200') 曾返回看着合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隐式提升拒绝。
• complex / masked array 一律 ValueError(仅接受实数槽位;拒绝无声丢弃虚部或剥掉掩码)。所有输入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。但已声明的缺测除外:bottle_fit_from_pattern 的 u_map 以 NaN 接收未能测得的像素(∞ 仍被拒绝)。
• 逐项点名拒绝除零及其近亲:焦距 0、曲率半径 0、折射率 <= 0、全不透明光阑(全为 0,归一化变成 0/0)、总和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 矢量、物体位于前焦点(像在无穷远)。
• 只有两个算子会返回非有限值,而且都写进了契约:depth_of_field 在超焦距以外返回 far_mm = inf(这正是超焦距的定义),gaussian_beam 在束腰处返回 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半径)。两者都同时返回一个有限的搭档(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的无声 NaN/Inf 都在内部检出并 ValueError ——「float64 溢出了」和「答案是无穷大」是两种不同的主张,不能拿后者的脸去交付前者。但已声明的缺测除外:bottle_background_map 对光线不可用的像素(全反射等)在 u_mm 中返回 NaN,并同时返回 valid 掩码和数量。
• 尺寸上限:生成网格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,传入的场/PSF/光阑受 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「小参数引发巨大内部分配」的路径(实测:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。
• 物理上不可能的状态同样拒绝:偏振度 > 1 的 Stokes 矢量、负透过率、负强度、n-|m| 为奇数等非法 Zernike 指标。
• 示例数据目录(下载 URL / 许可证) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有领域)加合成图,3-D 给出真实数据源(Stanford/PDS 等)的下载 URL。
• 算子来历与参考文献 —— 该算子族所依据的研究/方法出处。
• 算法的正典(作者、年份)与用途见上面的族使用指南。
• photoelastic_roundtrip — py -3.11 examples/photoelastic_roundtrip.py
• poc_photoelasticity — py -3.11 examples/poc_photoelasticity.py
table 作为输入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
photoelastic)brazilian_disc_stress · kirsch_plate_stress · principal_stress · retardation_from_birefringence · retardation_convert · cubic_photoelastic_birefringence · silicon_piezo_optic_coefficients · polariscope_intensity
*Provenance: photoelastic.py — OPTICS 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*
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