film op• Datenarten: pairs → table
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.film_thickness_fft(spectrum, film='SIO2', window='hann', pad_factor=16) (die Implementierung direkt: import filmoptics; filmoptics.film_thickness_fft(spectrum, film='SIO2', window='hann', pad_factor=16); aus dem Register: opsoptics.get("film_thickness_fft"))
Schichtdicke aus der Periode der Interferenzstreifen eines Reflexionsspektrums (FFT-Methode); die Dispersion wird mit n(λ) aus der Materialtabelle korrigiert.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
spectrum: pairs(λ [nm], R)。等間隔でなくてよい。
film: 膜の材料(鍵・数値)。縞の位相は 4π n(λ) d / λ = 2π d x、x = 2 n(λ)/λ [1/nm] なので、x の等間隔格子に
取り直してから FFT すると、ピークの周波数がそのまま膜厚 d [nm] になる(分散の補正込み)。
window: "hann"(既定、漏れが小さい)/ "rect"(主ローブが細い)。
pad_factor: ゼロ詰めの倍率(ピークの位置を細かく読む。分解能は増えない)。
返り値 dict: thickness_nm / peak_amplitude / span_x(x の幅 Δx [1/nm])/ n_fringes(= d·Δx、帯域に入る縞の本数)/
resolution_nm(= 1/Δx、2 つの膜厚を見分ける幅)/ min_thickness_nm(この窓の主ローブの半幅 = 測れる下限の閉形式:
hann 2/Δx、rect 1/Δx)/ reliable(d ≥ min_thickness_nm)/ frequency_nm と magnitude(FFT の振幅スペクトル)。
★下限は閉形式で先に分かる: 帯域 λ₁〜λ₂ の縞の本数は 2 n̄ d (1/λ₁ − 1/λ₂)。窓の主ローブ(DC の山)よりピークが外に出ないと、FFT 法は DC に引きずられて系統的に外れる(薄い膜ではモデルあてはめを使う)。
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_thin_film_reflectometry — py -3.11 examples/poc_thin_film_reflectometry.py
table als Eingabe)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
film)multilayer_reflectance · film_color · film_thickness_fit · film_thickness_map
*Provenance: filmoptics.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.