cavity op• Datenarten: keine → table (ein Operator, der allein durch seine Argumente bestimmt ist — er nimmt kein Bild und keine Daten entgegen)
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.fabry_perot_response(length_m: 'float' = 3994.5, wavelength_nm: 'float' = 1064.0, *, itm_transmittance: 'float' = 0.014, etm_transmittance: 'float' = 5e-06, itm_loss: 'float' = 0.0, etm_loss: 'float' = 0.0) -> 'dict' (die Implementierung direkt: import cavityoptics; cavityoptics.fabry_perot_response(length_m: 'float' = 3994.5, wavelength_nm: 'float' = 1064.0, *, itm_transmittance: 'float' = 0.014, etm_transmittance: 'float' = 5e-06, itm_loss: 'float' = 0.0, etm_loss: 'float' = 0.0) -> 'dict'; aus dem Register: opsoptics.get("fabry_perot_response"))
Entwurfsgrößen eines Fabry-Pérot-Resonators (FSR, Finesse, Linienbreite, Pol, Leistungsüberhöhung, Speicherzeit) in geschlossener Form.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
length_m : float
共振器長 L [m]。既定は aLIGO の腕(3994.5 m)。
wavelength_nm : float
レーザー波長 [nm]。既定 1064 nm(Nd:YAG)。
itm_transmittance, etm_transmittance : float
入力鏡・終端鏡の強度透過率(0 ≤ T < 1)。既定は aLIGO(1.4 % / 5 ppm)。
itm_loss, etm_loss : float
各鏡の強度損失(吸収 + 散乱)。T + ℓ < 1。
dict
fsr_hz = c/2L、finesse = π√(r₁r₂)/(1 − r₁r₂)、
linewidth_hz(半値全幅、厳密に FSR·(2/π)·asin(π/2F))、
linewidth_approx_hz = FSR/F、pole_hz = 線幅の半分(共振器の極)、
storage_time_s = 1/(2π·pole)、power_gain = 共振での循環光量/入射光量
= T₁/(1 − r₁r₂)²、transmission_max = T₁T₂/(1 − r₁r₂)²、
reflection_min = 共振での反射率 ((r₁ − r₂(1−ℓ₁... ))/(1 − r₁r₂))² の
損失なし形 ((r₁ − r₂)/(1 − r₁r₂))²、r1 / r2、round_trip_phase_per_hz
= 4πL/c、free_spectral_range_mode_number = 2L/λ(共振の次数、参考値)。
aLIGO の既定値で F ≈ 445、FSR 37.5 kHz、線幅 84 Hz、極 42 Hz、循環光量 ≈ 280 倍(入力鏡の透過 1.4 % に対して)。linewidth_hz と pole_hz は Airy 関数の半値を 厳密に与える(asin 形)ので、tests では透過曲線を細かく標本化して半値の交点を独立に探し、この値と突き合わせる。
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_gw_detector_pseudo_simulation — py -3.11 examples/poc_gw_detector_pseudo_simulation.py
table als Eingabe)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
cavity)cavity_strain_transfer · michelson_dc_readout · pdh_error_signal · quantum_noise_budget
*Provenance: cavityoptics.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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