photoelastic op• 데이터 종류: image2d × image2d × image2d → table
• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.cubic_photoelastic_birefringence(sxx, syy, txy, pi11_minus_pi12, pi44, refractive_index, crystal_angle_deg=0.0)(구현을 직접 호출하려면 import photoelastic; photoelastic.cubic_photoelastic_birefringence(sxx, syy, txy, pi11_minus_pi12, pi44, refractive_index, crystal_angle_deg=0.0), 원장에서 가져오려면 opsoptics.get("cubic_photoelastic_birefringence"))
• GPU: 없음(CPU 참조 구현만)
입방정 {100} 면(Si 웨이퍼 등)의 응력 복굴절 Δn 과 지상축 → dict.
> 아래 상세 설명은 원문입니다 —— 요약과 제목은 번역되어 있습니다.
Light travels along the [100] normal of a {100} plate. crystal_angle_deg φ is the angle between the [010] direction and the x axis (Stoehr et al. 2020, Eq. 19). The 4th-order piezo-optic tensor of the cubic crystal is rotated, π'_ijkl = R_im R_jn R_ko R_lp π_mnop, the impermeability change is ΔB_ij = π'_ijkl σ_kl and the in-plane birefringence is Δn = (n³/2)(ΔB_II − ΔB_I) — which reproduces Eq. (26) of that paper::
Δn = (n³/4) √( 2((π11−π12)² + π44²)(4τ² + (σx−σy)²)
+ 2((π11−π12)² − π44²)[((σx−σy)² − 4τ²) cos 4φ
+ 4τ(σx−σy) sin 4φ] )
With π44 = π11 − π12 the material is photoelastically isotropic and Δn = (n³/2)|π11 − π12|(σ1 − σ2). In the sign of photoelastic_retardation (n_σ1 − n_σ2 = C(σ1 − σ2); a change of impermeability ΔB changes the index by −(n³/2)ΔB) that is C = −n³(π11−π12)/2, returned as isotropic_coefficient: π11 − π12 > 0 makes σ1 the fast axis, and the value can be passed to photoelastic_retardation as it is.
Coefficients are in Pa⁻¹ (silicon_piezo_optic_coefficients). Returns delta_n (≥ 0), slow_axis_deg (direction of the larger refractive index, (−90, 90]; 0 where Δn = 0 to 1e-12 of that pixel's own stress scale — the fast axis that optics.mueller_element and photoelastic_polarization_images take is slow_axis_deg + 90), effective_coefficient (|Δn|/(σ1−σ2) ≥ 0 [Pa⁻¹], 0 where σ1 = σ2), isotropic_coefficient (signed, as above) and isotropic (σ1 = σ2).
Raises ValueError: non-finite / empty / non-broadcasting stresses, |π| outside [1e-15, 1e-9] Pa⁻¹ (a table value in ×10⁻⁷ MPa⁻¹ or in MPa⁻¹ passed as Pa⁻¹), or a refractive index outside [1, 10].
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.
• 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.
• photoelastic_roundtrip — py -3.11 examples/photoelastic_roundtrip.py
table 를 입력으로 받는 것)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 · photoelastic_retardation · retardation_convert · silicon_piezo_optic_coefficients · polariscope_intensity
*Provenance: photoelastic.py — OPTICS 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*
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