appearance op• Data kinds: signal → signal
• Call: import fullseye as fs; fs.ledger.thin_film_reflectance(nm, thickness_nm=350.0, n_film=1.33, n_sub=1.0, cos_theta=1.0, n_out=1.0, polarization='unpolarized', under_layers=()) -> 'np.ndarray' (implementation को सीधे call करना हो तो import matappear; matappear.thin_film_reflectance(nm, thickness_nm=350.0, n_film=1.33, n_sub=1.0, cos_theta=1.0, n_out=1.0, polarization='unpolarized', under_layers=()) -> 'np.ndarray', registry से लेना हो तो opsoptics.get("thin_film_reflectance"))
thin film (मोटाई d, अपवर्तनांक n_film) की spectral reflectance। characteristic matrix विधि का सटीक हल (सभी multiple reflections शामिल)।
nm: तरंगदैर्घ्य [nm] (array भी चलेगा)।
thickness_nm: film की मोटाई [nm]। साबुन के बुलबुले के लिए 200–800, anodized परत के लिए 50–300। nm के साथ broadcast होने वाला
array भी चलेगा (मोटाई का field; जैसे (H, W, 1) मोटाई और (K,) तरंगदैर्घ्य → (H, W, K))।
n_film/n_sub: film / substrate का अपवर्तनांक। इनमें से कोई भी: वास्तविक संख्या, complex n + ik (k ≥ 0; धातु के substrate
और अवशोषी film), material का नाम (साझा material table materials, जैसे "TI" / "AL" / "SI" —— उस
तरंगदैर्घ्य का n,k), material record (dict), या nm के साथ broadcast होने वाला हर तरंगदैर्घ्य का array (film का dispersion)।
cos_theta: आपतन वाली ओर आपतन कोण का cos (array भी चलेगा, nm के साथ broadcast होने वाले आकार में)।
n_out: आपतन वाली ओर का अपवर्तनांक (वास्तविक संख्या या material का नाम, अवशोषण नहीं)।
polarization: "unpolarized" (डिफ़ॉल्ट, s और p का औसत) / "s" / "p"।
under_layers: film और substrate के बीच की परतें (आपतन वाली ओर से क्रम में [(अपवर्तनांक, मोटाई nm), ...]; अपवर्तनांक n_film
की तरह लिखा जाता है)। खाली (डिफ़ॉल्ट) हो तो एक परत का film। बहुपरती AR coating, dielectric mirror, oxide के नीचे nitride आदि के लिए।
Returns: परावर्तकता R (0–1), nm, thickness_nm और cos_theta के broadcast आकार में।
★चिह्न की परिपाटी: complex अपवर्तनांक N = n + ik है, k ≥ 0। जो स्रोत N = n − ik लिखता है, उसका वही k धनात्मक रूप में दें (ऋणात्मक काल्पनिक भाग वाला इनपुट ValueError देता है —— परिपाटी का अनुमान नहीं लगाया जाता)।
भौतिकी: हर परत का characteristic matrix [[cos δ, −i sin δ / η], [−i η sin δ, cos δ]], δ = 2π N d cosθ̃ / λ (complex Snell नियम परत के भीतर cosθ̃ देता है, क्षीण होने वाली शाखा लेकर), और झुका हुआ optical admittance η = N cosθ̃ (s) / N / cosθ̃ (p)। एक परत के लिए यह Airy सूत्र R = |r1 + r2 e^{2iβ}|² / |1 + r1 r2 e^{2iβ}|² जैसा ही मान देता है (tests में अलग से लिखे सूत्र से तुलना)। λ/4 के विषम गुणजों पर परावर्तन अधिकतम होता है (जब n_film > n_sub), और मोटाई बदलने पर रंग खिसकता है —— यही साबुन के बुलबुले का रंग है। film की मोटाई 0 पर R अकेले substrate के Fresnel परावर्तन से मेल खाता है। गणना एक ही जगह होती है, filmoptics के characteristic matrix में (filmoptics.multilayer_reflectance वाला ही function)।
★2026-10-14: पहले तीनों अपवर्तनांक केवल वास्तविक हो सकते थे (complex संख्या पर TypeError)। धातु के substrate को वास्तविक संख्या से अनुमानित करने पर (90 nm का tempered titanium, n_sub = 2.6) परावर्तकता 0.15–0.19 आती थी, जबकि Ti के n,k से 0.35–0.61 (380–780 nm) —— रंग को बिल्कुल अलग बना देने वाली, चुपचाप होने वाली गलती। अब substrate में "TI" लिखने पर material table का n,k आ जाता है।
>>> r = thin_film_reflectance([450.0, 550.0, 650.0], 90.0, "TIO2_AMORPHOUS", "TI")
>>> bool(r.min() > 0.3)
True
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।
• colorimetry — Colorimetry और spectra — रंग केवल spectrum × illuminant × observer से तय होता है
• mv_illumination_practice — Lighting व्यवहार में — wavelength, polarisation, drive modes, ambient light, safety
• 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।
• appearance_structural_colour — py -3.11 examples/appearance_structural_colour.py
• simcal_tour — py -3.11 examples/simcal_tour.py
signal को input के रूप में लेते हैं)emva_photon_transfer · emva_quantum_efficiency · emva_linearity_error · emva_snr_curve · emva_dark_current · emva_total_snr · emva_exposure_for_snr · emva_photon_exposure
appearance)cie_xyz_from_wavelength · spectrum_to_srgb · grating_wavelengths · grating_rgb · thin_film_rgb · ward_anisotropic
*Provenance: matappear.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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