polarization op• 数据种类:matrix × stokes → stokes
• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.mueller_apply(mueller, stokes)(要直接调用实现,import optics; optics.mueller_apply(mueller, stokes);从台账取用则 opsoptics.get("mueller_apply"))
让 Stokes 矢量通过 Mueller 矩阵:S' = M @ S。
*mueller* 为 (4, 4) 实矩阵(用 mueller_element 构造，或把多个相乘)，*stokes* 为 4 分量 Stokes 向量 [S0, S1, S2, S3]。
输入会检查物理上的可实现性：S0 >= 0 且 sqrt(S1^2+S2^2+S3^2) <= S0(偏振度至多为 1)。把不可能的状态交给 Mueller 矩阵会返回看似合理但毫无意义的结果，所以改为拒绝。输出有意不
再检查：非物理的输出正是 *mueller* 不是物理 Mueller 矩阵的真实证据，吞掉它会隐藏缺陷 — 请用 stokes_analyze 检查，它会指出这一点。
返回 (4,) float64 的 Stokes 向量。
把 mueller 设为 (..., 4, 4)、stokes 设为 (..., 4)，就能逐像素通过不同的矩阵。两者按 numpy 的规则 broadcast，所以 (H, W, 4, 4) 与 (4,) 的组合(只有元件随位置变化)、(4, 4) 与 (H, W, 4) 的组合(只有光随位置变化)也都能写。
新增的理由来自实测。examples/poc_photoelasticity.py 需要让光通过相位差逐像素变化的相位延迟器，由于没有这个入口，只好自己组装 (H,W,4,4)。矩阵本身是正确的(组装暗场圆偏振系统，与教科书的 I = sin²(δ/2) 在 125 种情况下比较，最大差 2.2e-16)，所以缺的只是形状。
可实现性检查逐像素进行，若有违反的像素，就列出其数量与最差值并拒绝(1 点也不放过 = fail-closed)。
精确再现的真值：非偏振 [1,0,0,0] 通过理想偏振器得到 S0 = 0.5，偏振度 1；通过相对角为 theta 的两个偏振器得到 0.5*cos^2(theta)(Malus，在整个扫描范围内达 1e-16)；单位矩阵原样返回输入。
Raises ValueError：*mueller* 不是 (4, 4)，*stokes* 不是 1-D 的 4 维向量，任一方为复数 / 带掩模 / 非有限，输入的 Stokes 向量非物理，或乘积溢出 float64。
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。
• 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。
• 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。
• optics_imaging — py -3.11 examples/optics_imaging.py
• poc_photoelasticity — py -3.11 examples/poc_photoelasticity.py
stokes 作为输入)polarization)jones_element · jones_apply · stokes_from_jones · mueller_element · stokes_analyze · polarization_demosaic · polarization_demosaic_color · mueller_from_intensities
*Provenance: optics.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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