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.silicon_photodiode_qe(collection_depth_um=3.0, dead_layer_um=0.0, front_reflectance=None, wl_min_nm=300.0, wl_max_nm=1200.0, n_points=181) (die Implementierung direkt: import spectralrad; spectralrad.silicon_photodiode_qe(collection_depth_um=3.0, dead_layer_um=0.0, front_reflectance=None, wl_min_nm=300.0, wl_max_nm=1200.0, n_points=181); aus dem Register: opsoptics.get("silicon_photodiode_qe"))
Externe Quanteneffizienz (Elektronen pro Photon) einer Si-Photodiode aus n,k von Si.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
QE(λ) = (1 − R(λ)) · [exp(−α d₀) − exp(−α (d₀ + W))]、α = 4πk/λ(Si の k は materials の Green 2008、300 K)。W = *collection_depth_um*(空乏層 + 拡散で集まる深さ。裏面照射の CMOS で ≈ 3 µm、NIR 強化品で 6〜10 µm、PIN フォトダイオードで 50 µm 以上)、d₀ = *dead_layer_um* (表面の再結合で失う層)。*front_reflectance* が None なら空気/Si の Fresnel(≈ 0.3、反射防止膜なし)、数を与えればその一定値(反射防止膜つきなら 0.02〜0.05)。
集める深さが有限なので、吸収端(1.1 µm)より手前から QE が落ちる —— 厚いほど NIR に効く。
返り値: pairs(λ nm, QE)。Green 2008 の範囲(250〜1450 nm)の外は ValueError。
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_fiber_light_guide — py -3.11 examples/poc_fiber_light_guide.py
• poc_nir_silicon_transmission — py -3.11 examples/poc_nir_silicon_transmission.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 · energy_to_photons · spectral_product · spectral_integral · spectral_stats
*Provenance: spectralrad.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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