lens_solve_set — OPTICS `lenssolve` op

• 資料種類:table → table

• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.lens_solve_set(system=None, surface=None, kind='paraxial_image', h=None, angle_deg=None, fno=None, source=None, quantity=None, scale=None, offset=None, field=None, with_surface=None, mode=None, c0=None, span=None) -> 'dict'(要直接呼叫實作,import lenssolve; lenssolve.lens_solve_set(system=None, surface=None, kind='paraxial_image', h=None, angle_deg=None, fno=None, source=None, quantity=None, scale=None, offset=None, field=None, with_surface=None, mode=None, c0=None, span=None) -> 'dict';從台帳取用則 opsoptics.get("lens_solve_set"))

• GPU:無(僅 CPU 參考實作)

用法

為某個面加上解(solve)的規則,並回傳解出後的處方(table)。

> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。

*surface* defaults to the last one. *kind* is one of marginal_ray_height (*h*, mm, default 0), chief_ray_height (*h*, *field*), paraxial_image, marginal_ray_angle / chief_ray_angle (*angle_deg*, default 0, *field*), f_number (*fno* required; *c0* the start curvature, default the surface's own; *span* the search half-width in 1/mm), concentric (*with_surface*, default the previous surface; *mode* "centre" shares the centre of curvature, "vertex" puts it at that vertex), aplanatic, pickup (*source* required, *quantity* "c" / "t" / "A2" ... "A18" an aspheric coefficient, *scale* 1, *offset* 0; scale=-1 picks up the negative curvature). An argument the kind does not take is a ValueError, as is an unknown kind (the message lists them). A rule replaces any earlier one on that surface; the rest of the prescription is untouched. The returned system is resolved (see lens_apply_solves); its solve_report gives the rule's resolved value and the achieved quantity.

Example::

s = lens_solve_set(lens, 5, "paraxial_image") # image at the paraxial focus

s = lens_solve_set(s, 4, "f_number", fno=5.6) # and the F/# held by surface 4's curvature

s["solve_report"][1]["roots"] # the F/# solve's roots; the nearest is used

該族通用的輸入契約(fail-closed)

optics 的每個運算子都先檢驗輸入再計算(不讓任何東西無聲通過):

• 單位寫進參數名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不會當掉,而是給出「看似合理卻是錯的答案」,所以用命名來防。這裡絕不從數值大小去猜單位。

• 字串一律 ValueError —— float('50') 會成功,於是未解析的設定值會被當成長度混進來(實測:thin_lens('50', '200') 曾回傳看似合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隱式提升拒絕。

• complex / masked array 一律 ValueError(僅接受實數槽位;拒絕無聲丟棄虛部或剝掉遮罩)。所有輸入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。

• 逐項點名拒絕除零及其近親:焦距 0、曲率半徑 0、折射率 <= 0、全不透明光闌(全為 0,正規化變成 0/0)、總和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 向量、物體位於前焦點(像在無窮遠)。

• 只有兩個運算子會回傳非有限值,而且都寫進了契約:depth_of_field 在超焦距以外回傳 far_mm = inf(這正是超焦距的定義),gaussian_beam 在束腰處回傳 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半徑)。兩者都同時回傳一個有限的夥伴(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的無聲 NaN/Inf 都在內部檢出並 ValueError ——「float64 溢位了」和「答案是無窮大」是兩種不同的主張,不能拿後者的臉去交付前者。

• 尺寸上限:生成網格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,傳入的場/PSF/光闌受 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「小參數引發巨大內部配置」的路徑(實測:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。

• 物理上不可能的狀態同樣拒絕:偏振度 > 1 的 Stokes 向量、負穿透率、負強度、n-|m| 為奇數等非法 Zernike 指標。

詳細使用指南

• optics_imaging 族使用指南

參考(範例資料、文獻)

• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。

• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。

• 演算法的正典(作者、年份)與用途見上面的族使用指南。

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

• poc_lens_solves_afocal — py -3.11 examples/poc_lens_solves_afocal.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 `table` 作為輸入)

abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd

同類別(`lenssolve`)

lens_apply_solves · lens_solve_clear · lens_solves_list · afocal_system · lens_afocal_report · lens_image_surface · lens_petzval_radius · lens_zmx_solves_roundtrip

*Provenance: lenssolve.py — OPTICS 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*

lens_solve_set — OPTICS lenssolve op

用法