confocal op• 資料種類:無 → table(僅由參數決定的運算子 —— 不接受影像或資料輸入)
• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.chromatic_confocal_probe(surfaces=None, stop: 'int' = 0, wl_min_nm: 'float' = 450.0, wl_max_nm: 'float' = 700.0, n_points: 'int' = 26) -> 'dict'(要直接呼叫實作,import chromconf; chromconf.chromatic_confocal_probe(surfaces=None, stop: 'int' = 0, wl_min_nm: 'float' = 450.0, wl_max_nm: 'float' = 700.0, n_points: 'int' = 26) -> 'dict';從台帳取用則 opsoptics.get("chromatic_confocal_probe"))
由物鏡的處方產生波長 → 焦點位置的校正表(彩虹尺的刻度)。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
処方 *surfaces* は raytrace.lens_system と同じ形(dict か (R, t, n[, k[, ap]]) の列、硝材は名前で材料表を引く)。平行光で入射し、絞り(*stop* 番目の面)の ap がビーム半径。
既定は DEFAULT_PROBE_SURFACES(重フリントの非球面単レンズ、f ≈ 16 mm、ビーム半径 2.5 mm)。
各波長で: 近軸の後側焦点距離(raytrace.paraxial_trace)、像側 NA、縁の光線の焦点との差(縦球面収差 LSA、実光線)、そして 鏡を置いて応答のピークを読む較正(縦球面収差を入れた軸応答のピーク位置。無収差なら近軸焦点と一致、収差があればおよそ LSA/2 ずれる)。
返り値の dict(JSON にできる): wavelength_nm / paraxial_um(近軸焦点、較正の原点から)/ calibration_um(鏡で較正したピーク位置、最短波長で 0)/ lsa_um / na / efl_mm / fwhm_um(収差込みの鏡面応答の FWHM)/ fwhm_closed_um(無収差の閉形式)/ peak_response(無収差に対するピークの高さ)/ dz_dlambda_um_per_nm(較正表の傾き)/ range_um(較正の範囲)/ range_paraxial_um / working_distance_mm(最短波長の近軸焦点、最終面から)/ origin_mm(z = 0 の位置、最終面から)/ beam_radius_mm / surfaces。
wl_min_nm / wl_max_nm / n_points: 較正する帯域と点数(4〜1024、等間隔)。
Raises ValueError: 処方の誤り(raytrace がそのまま名指しする)、帯域が硝材の表の外、縁の光線のけられ・全反射、焦点が無い(発散系)、較正表が波長に対して単調でない(同じ位置に 2 つの波長が合う = 高さが一意に決まらない)。
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。
• 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。
• poc_chromatic_confocal — py -3.11 examples/poc_chromatic_confocal.py
table 作為輸入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
confocal)confocal_axial_response · chromatic_confocal_spectrum · chromatic_confocal_peaks · chromatic_confocal_readout · chromatic_confocal_limits
*Provenance: chromconf.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)。*
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