appearance op• Datenarten: signal → signal
• Aufruf: 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) -> 'np.ndarray' (die Implementierung direkt: 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) -> 'np.ndarray'; aus dem Register: opsoptics.get("thin_film_reflectance"))
Der spektrale Reflexionsgrad eines dünnen Films (Dicke d, Index n_film). Die geschlossene Airy-(Mehrfachreflexions-)Form.
nm: Wellenlänge [nm] (Array zulässig).
thickness_nm: Schichtdicke [nm]. 200–800 bei einer Seifenblase, 50–300 bei einer Eloxalschicht. n_film/n_sub/n_out: Brechungsindex von Schicht / Substrat / Einfallsseite (reell, ohne Absorption).
cos_theta: cos des Einfallswinkels auf der Einfallsseite (Array zulässig, in einer mit nm broadcastfähigen Form).
Rückgabewert: Reflexionsgrad R (0–1), in der Broadcast-Form von nm und cos_theta.
Physik: Phasendifferenz durch die Ausbreitung in der Schicht δ = 2π·(2 n_film d cosθ_film)/λ. Mit den Fresnel-Koeffizienten der Grenzflächen (Mittel aus s- und p-Polarisation = unpolarisiert) als r1, r2 gilt R = |r1 + r2 e^{-iδ}|² / |1 + r1 r2 e^{-iδ}|². Bei ungeraden Vielfachen von λ/4 ist die Reflexion maximal (wenn n_film > n_sub), und die Farbe wandert mit der Dicke —— das ist die Farbe einer Seifenblase. Bei Schichtdicke 0 stimmt R mit der Fresnel-Reflexion des Substrats allein überein (in Tests geprüft).
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
• colorimetry — Farbmetrik und Spektren — Farbe ist nur durch Spektrum × Lichtart × Beobachter bestimmt
• mv_illumination_practice — Beleuchtung in der Praxis — Wellenlänge, Polarisation, Ansteuerung, Fremdlicht, Sicherheit
• 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.
• appearance_structural_colour — py -3.11 examples/appearance_structural_colour.py
signal als Eingabe)emva_photon_transfer · emva_quantum_efficiency · emva_linearity_error · emva_snr_curve · emva_dark_current · cie_xyz_from_wavelength · spectrum_to_srgb · fresnel_dielectric
appearance)cie_xyz_from_wavelength · spectrum_to_srgb · grating_wavelengths · grating_rgb · thin_film_rgb · ward_anisotropic
*Provenance: matappear.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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