cavity op• 数据种类:无 → table(仅由参数决定的算子 —— 不接受图像或数据输入)
• 调用: 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'(要直接调用实现,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';从台账取用则 opsoptics.get("fabry_perot_response"))
以闭式返回 Fabry-Perot 腔的设计量（自由光谱范围、精细度、线宽、极点、功率增益、储能时间）。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
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。
optics 的每个算子都先校验输入再计算(不让任何东西无声通过):
• 单位写进参数名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不会崩溃,而是给出「看着合理却是错的答案」,所以用命名来防。这里绝不从数值大小去猜单位。
• 字符串一律 ValueError —— float('50') 会成功,于是未解析的配置值会被当成长度混进来(实测:thin_lens('50', '200') 曾返回看着合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隐式提升拒绝。
• complex / masked array 一律 ValueError(仅接受实数槽位;拒绝无声丢弃虚部或剥掉掩码)。所有输入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。
• 逐项点名拒绝除零及其近亲:焦距 0、曲率半径 0、折射率 <= 0、全不透明光阑(全为 0,归一化变成 0/0)、总和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 矢量、物体位于前焦点(像在无穷远)。
• 只有两个算子会返回非有限值,而且都写进了契约:depth_of_field 在超焦距以外返回 far_mm = inf(这正是超焦距的定义),gaussian_beam 在束腰处返回 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半径)。两者都同时返回一个有限的搭档(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的无声 NaN/Inf 都在内部检出并 ValueError ——「float64 溢出了」和「答案是无穷大」是两种不同的主张,不能拿后者的脸去交付前者。
• 尺寸上限:生成网格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,传入的场/PSF/光阑受 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「小参数引发巨大内部分配」的路径(实测:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。
• 物理上不可能的状态同样拒绝:偏振度 > 1 的 Stokes 矢量、负透过率、负强度、n-|m| 为奇数等非法 Zernike 指标。
• 示例数据目录(下载 URL / 许可证) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有领域)加合成图,3-D 给出真实数据源(Stanford/PDS 等)的下载 URL。
• 算子来历与参考文献 —— 该算子族所依据的研究/方法出处。
• 算法的正典(作者、年份)与用途见上面的族使用指南。
• poc_gw_detector_pseudo_simulation — py -3.11 examples/poc_gw_detector_pseudo_simulation.py
table 作为输入)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 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*
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