spectral op• Datenarten: keine → pairs (ein Operator, der allein durch seine Argumente bestimmt ist — er nimmt kein Bild und keine Daten entgegen)
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.ingaas_photodiode_qe(cutoff_nm=1700.0, absorber_um=3.0, window_cutoff_nm=920.0, window_um=1.0, front_reflectance=0.03, urbach_mev=8.0, wl_min_nm=800.0, wl_max_nm=2600.0, n_points=361) (die Implementierung direkt: import spectralrad; spectralrad.ingaas_photodiode_qe(cutoff_nm=1700.0, absorber_um=3.0, window_cutoff_nm=920.0, window_um=1.0, front_reflectance=0.03, urbach_mev=8.0, wl_min_nm=800.0, wl_max_nm=2600.0, n_points=361); aus dem Register: opsoptics.get("ingaas_photodiode_qe"))
Externe Quanteneffizienz (Elektronen pro Photon) einer InGaAs-Photodiode aus den direkten Absorptionskanten von Absorber und Fenster.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
QE(λ) = (1 − R) · exp(−α_win d_win) · [1 − exp(−α_abs W)]、α(E) = A √(E − E_g)(直接遷移、E_g より E_u/2 上から下は Urbach の裾 A√(E_u/2) exp((E − E_g − E_u/2)/E_u) に C¹ でつなぐ)。吸収層の E_g = hc/*cutoff_nm*(標準の In₀.₅₃Ga₀.₄₇As で 0.74 eV → 約 1.7 µm、拡張品は In 組成を上げて 1.9 / 2.2 / 2.6 µm)、A = 3.1 µm⁻¹ eV^−½(In₀.₅₃Ga₀.₄₇As の 1.55 µm で α ≈ 7×10³ /cm に合わせた値)。窓(InP、E_g 1.344 eV → 922 nm)は短波長を吸って下限を作る。窓を薄く(基板除去) すると可視まで伸びる。
★これは形のモデルで、データシートの曲線ではない: 市販の標準品の典型値(データシート: 0.9〜1.7 µm、1.0〜1.6 µm で 80 % 前後、1.7 µm で急落)の形を、吸収端の物理(直接遷移の √ と Urbach の裾) から出す。実機は製品のデータシートの曲線を spectral_product に直接渡すこと。
出典: S. Adachi, J. Appl. Phys. 66, 6030 (1989)(III-V の直接遷移の吸収端)/ F. Urbach, Phys. Rev. 92, 1324 (1953)/ A. Rogalski, *Infrared Detectors*, 2nd ed., CRC (2010)(InGaAs の組成とカットオフ)。
返り値: pairs(λ nm, QE)。
Jeder optics-Operator prüft seine Eingabe vor der Berechnung (nichts rutscht stillschweigend durch):
• Einheiten stecken im Argumentnamen — _mm / _um / _deg / _mrad. Eine Verwechslung von mm und µm stürzt nicht ab, sondern liefert eine plausibel aussehende falsche Antwort; der Name verhindert das. Aus der Größenordnung wird nie auf die Einheit geschlossen.
• Strings lösen ValueError aus — float('50') gelingt, sodass ein ungeparster Konfigurationswert als Länge durchrutschen würde (gemessen: thin_lens('50', '200') lieferte plausible 66,667 mm). bool wird als implizite Hochstufung True == 1 ebenfalls abgelehnt.
• complex / Masked Arrays lösen ValueError aus (nur reelle Slots; das stille Verwerfen des Imaginärteils bzw. Abstreifen der Maske wird abgelehnt). NaN/Inf löst bei jeder Eingabe ValueError aus.
• Division durch null und Verwandtes wird namentlich abgelehnt: Brennweite 0, Krümmungsradius 0, Brechzahl <= 0, undurchlässige Blende (alles 0, die Normierung wird 0/0), PSF mit Summe <= 0, Stokes-Vektor mit S0 = 0 und ein Objekt im vorderen Brennpunkt (Bild im Unendlichen).
• Nur zwei Operatoren liefern einen nicht-endlichen Wert, und beide halten das vertraglich fest: depth_of_field liefert jenseits der hyperfokalen Distanz far_mm = inf (genau das bedeutet die hyperfokale Distanz), und gaussian_beam liefert an der Taille wavefront_radius_mm = inf (der Krümmungsradius einer ebenen Wellenfront). Beide liefern zusätzlich einen endlichen Partner (far_is_infinite / curvature_per_mm). Jedes andere stille NaN/Inf wird intern erkannt und löst ValueError aus — "float64 ist übergelaufen" und "die Antwort ist unendlich" sind verschiedene Aussagen; die erste wird nie im Gewand der zweiten geliefert.
• Größenobergrenzen: erzeugte Gitter durch optics.MAX_GRID (4096), übergebene Felder/PSFs/Blenden durch optics.MAX_FIELD_ELEMENTS (2^24), ABCD-Elementketten durch optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS (1024), Zernike durch MAX_ZERNIKE_TERMS (512) / MAX_ZERNIKE_ORDER (40) / MAX_ZERNIKE_BASIS (2^25). Damit werden Pfade fail-closed geschlossen, in denen ein kleines Argument eine riesige interne Allokation auslöst (gemessen: n_max=40 × 4096² braucht 108 GB).
• Physikalisch unmögliche Zustände werden ebenfalls abgelehnt: Stokes-Vektor mit Polarisationsgrad > 1, negative Transmission, negative Intensität und ungültige Zernike-Indizes wie ungerades n-|m|.
• Leitfaden zur Familie optics_imaging
• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).
• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.
• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.
• poc_hyperspectral_foreign_matter — py -3.11 examples/poc_hyperspectral_foreign_matter.py
pairs als Eingabe)mtf50 · energy_to_photons · spectral_product · spectral_integral · spectral_stats · kubelka_munk_reflectance · hyperspectral_capture · film_thickness_fft
spectral)blackbody_spectrum · cie_illuminant_a · led_spectrum · bandpass_spectrum · silicon_photodiode_qe · energy_to_photons · spectral_product · spectral_integral
*Provenance: spectralrad.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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