cavity_strain_transfer — OPTICS `cavity` op

• 資料種類:無 → pairs(僅由參數決定的運算子 —— 不接受影像或資料輸入)

• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.cavity_strain_transfer(length_m: 'float' = 3994.5, finesse: 'float' = 445.0, f_min_hz: 'float' = 1.0, f_max_hz: 'float' = 100000.0, n_points: 'int' = 512) -> 'np.ndarray'(要直接呼叫實作,import cavityoptics; cavityoptics.cavity_strain_transfer(length_m: 'float' = 3994.5, finesse: 'float' = 445.0, f_min_hz: 'float' = 1.0, f_max_hz: 'float' = 100000.0, n_points: 'int' = 512) -> 'np.ndarray';從台帳取用則 opsoptics.get("cavity_strain_transfer"))

用法

臂腔把應變 h(f) 映射到輸出相位的傳遞函數幅值 |H(f)|（pairs）。

> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。

Parameters

length_m : float

腕の長さ L [m]。

finesse : float

フィネス F(fabry_perot_response の値を渡す)。

f_min_hz, f_max_hz : float

周波数の範囲(対数等間隔)。

n_points : int

点数。

Returns

numpy.ndarray

(n_points, 2): 列 0 = 周波数 [Hz]、列 1 = |H| = (2F/π)·|sinc(2πfL/c)|/√(1 + (f/f_p)²)、

f_p = c/(4FL)(共振器の極)。DC で 2F/π(単純 Michelson の往復回数倍)。

Notes

sinc は往復伝搬の間にひずみが振動して打ち消す効果(f = c/2L の FSR で零)。

門: f = f_p で DC の 1/√2(sinc の寄与は 1e-6 以下)、f = FSR で零。

該族通用的輸入契約(fail-closed)

optics 的每個運算子都先檢驗輸入再計算(不讓任何東西無聲通過):

• 單位寫進參數名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不會當掉,而是給出「看似合理卻是錯的答案」,所以用命名來防。這裡絕不從數值大小去猜單位。

• 字串一律 ValueError —— float('50') 會成功,於是未解析的設定值會被當成長度混進來(實測:thin_lens('50', '200') 曾回傳看似合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隱式提升拒絕。

• complex / masked array 一律 ValueError(僅接受實數槽位;拒絕無聲丟棄虛部或剝掉遮罩)。所有輸入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。

• 逐項點名拒絕除零及其近親:焦距 0、曲率半徑 0、折射率 <= 0、全不透明光闌(全為 0,正規化變成 0/0)、總和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 向量、物體位於前焦點(像在無窮遠)。

• 只有兩個運算子會回傳非有限值,而且都寫進了契約:depth_of_field 在超焦距以外回傳 far_mm = inf(這正是超焦距的定義),gaussian_beam 在束腰處回傳 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半徑)。兩者都同時回傳一個有限的夥伴(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的無聲 NaN/Inf 都在內部檢出並 ValueError ——「float64 溢位了」和「答案是無窮大」是兩種不同的主張,不能拿後者的臉去交付前者。

• 尺寸上限:生成網格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,傳入的場/PSF/光闌受 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24),ABCD 元件序列受 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024),Zernike 受 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25)。以 fail-closed 堵住「小參數引發巨大內部配置」的路徑(實測:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。

• 物理上不可能的狀態同樣拒絕:偏振度 > 1 的 Stokes 向量、負穿透率、負強度、n-|m| 為奇數等非法 Zernike 指標。

詳細使用指南

• optics_imaging 族使用指南

參考(範例資料、文獻)

• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。

• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。

• 演算法的正典(作者、年份)與用途見上面的族使用指南。

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

• poc_gw_detector_pseudo_simulation — py -3.11 examples/poc_gw_detector_pseudo_simulation.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 `pairs` 作為輸入)

mtf50 · energy_to_photons · spectral_product · spectral_integral · spectral_stats · kubelka_munk_reflectance · hyperspectral_capture · film_thickness_fft

同類別(`cavity`)

fabry_perot_response · michelson_dc_readout · pdh_error_signal · quantum_noise_budget

*Provenance: cavityoptics.py — OPTICS 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*

cavity_strain_transfer — OPTICS cavity op

用法