film op• Data kinds: pairs → table
• Call: import fullseye as fs; fs.ledger.film_thickness_fit(spectrum, film='SIO2', substrate='SI', thickness_min_nm=0.0, thickness_max_nm=3000.0, under=(), angle_deg=0.0, na=0.0, fit_scale=False, ambient=1.0, roughness_nm=0.0) (implementation को सीधे call करना हो तो import filmoptics; filmoptics.film_thickness_fit(spectrum, film='SIO2', substrate='SI', thickness_min_nm=0.0, thickness_max_nm=3000.0, under=(), angle_deg=0.0, na=0.0, fit_scale=False, ambient=1.0, roughness_nm=0.0), registry से लेना हो तो opsoptics.get("film_thickness_fit"))
reflectance spectrum पर transfer-matrix model fit करके film की मोटाई (non-linear least squares: global grid search, फिर local refinement)।
> नीचे का विस्तृत विवरण मूल text में है — सारांश और headings का अनुवाद हो चुका है।
spectrum: pairs(λ [nm], R)。
film / substrate / under: モデルの積層(材料表の鍵)。最上層 film の厚さを未知数にする。thickness_min_nm / thickness_max_nm: 探す範囲。格子は位相が λ_min で π/8 進む刻み(局所解に落ちない)。angle_deg / na / ambient / roughness_nm: 測定の条件(multilayer_reflectance と同じ)。モデル側の
条件を実測と違えると膜厚が偏る —— その偏りを測るのが PoC の章。
fit_scale: True なら反射率の倍率 a も同時に(閉形式で)あてはめる(反射率の絶対値の校正が無い装置)。
返り値 dict: thickness_nm / rmse / scale / candidates(局所解の [(膜厚, rmse), ...] を rmse の昇順)/
second_rmse_ratio(2 番目の候補の rmse ÷ 最良。1 に近いほど一意でない)。
★薄い膜(縞が 1 本未満)でも、絶対反射率の形から膜厚が決まる —— FFT 法が破綻する領域で使える。ただし材料(n)を取り違えると、光学的厚さ n d を保ったまま d が n の比だけ偏る。
optics के सभी ops गणना से पहले input की जाँच करते हैं (कुछ भी चुपचाप पास नहीं होता):
• Unit argument के नाम में ही लिखी होती है — _mm / _um / _deg / _mrad। mm और µm की गड़बड़ी crash नहीं करती, बल्कि "सही दिखने वाला पर गलत उत्तर" देती है, इसलिए नाम से इसे रोका जाता है। मान के आकार से unit का अनुमान बिल्कुल नहीं लगाया जाता।
• String से ValueError — float('50') सफल हो जाता है, इसलिए बिना parse किया config value length के रूप में निकल जाता (मापा गया: thin_lens('50', '200') सही दिखने वाला 66.667 mm लौटा रहा था)। bool को भी True == 1 वाले implicit promotion के रूप में अस्वीकार किया जाता है।
• complex / masked array से ValueError (केवल real-valued slots; imaginary part को चुपचाप छोड़ना या mask हटाना अस्वीकार)। हर input पर NaN/Inf से ValueError।
• शून्य से भाग और उससे जुड़े मामलों को नाम लेकर अस्वीकार किया जाता है: focal length 0, radius of curvature 0, refractive index <= 0, पूरी तरह opaque aperture (सब 0, इसलिए normalisation 0/0), ऐसा PSF जिसका योग <= 0 हो, S0 = 0 वाला Stokes vector, और front focal point पर रखा object (image अनंत पर)।
• केवल 2 ops non-finite value लौटाते हैं, और वह भी contract के रूप में लिखा हुआ: depth_of_field hyperfocal distance से आगे far_mm = inf (hyperfocal distance की परिभाषा यही है) और gaussian_beam waist पर wavefront_radius_mm = inf (plane wavefront की radius of curvature)। दोनों साथ में एक finite साथी (far_is_infinite / curvature_per_mm) भी लौटाते हैं। इसके अलावा कोई भी चुपचाप आया NaN/Inf अंदर ही पकड़ा जाता है और ValueError देता है — "float64 overflow हुआ" और "उत्तर अनंत है" अलग-अलग दावे हैं, इसलिए पहले को दूसरे का चेहरा पहनाकर नहीं लौटाया जाता।
• Size की सीमा: generate होने वाले grid के लिए optics.MAX_GRID (4096), दिए गए field/PSF/aperture के लिए optics.MAX_FIELD_ELEMENTS (2^24), ABCD element chain के लिए optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS (1024), Zernike के लिए MAX_ZERNIKE_TERMS (512) / MAX_ZERNIKE_ORDER (40) / MAX_ZERNIKE_BASIS (2^25)। छोटे argument से बहुत बड़ा internal allocation होने वाले रास्तों (मापा गया: n_max=40 × 4096² पर 108 GB) को fail-closed ढंग से बंद किया गया है।
• भौतिक रूप से असंभव states भी अस्वीकार: degree of polarisation > 1 वाला Stokes vector, ऋणात्मक transmittance, ऋणात्मक intensity, और n-|m| odd जैसे अमान्य Zernike indices।
• Sample data catalog (DL URL / license) — 2-D के लिए skimage.data (BSD/public) + synthetic, 3-D के लिए real data sources (Stanford/PDS आदि) के DL URL।
• Operators का स्रोत और संदर्भ — इस op family के मूल research/methods के स्रोत।
• Algorithm का मानक स्रोत (लेखक, वर्ष) और उपयोग ऊपर की family usage guide में दिए गए हैं।
• poc_thin_film_reflectometry — py -3.11 examples/poc_thin_film_reflectometry.py
table को input के रूप में लेते हैं)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
film)multilayer_reflectance · film_color · film_thickness_fft · film_thickness_map
*Provenance: filmoptics.py — OPTICS operator registry. यह per-op note tools/opdocs.py md से अपने-आप generate होता है (हाथ से edit न करें)।*
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