noncoaxial 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.noncoaxial_system(elements=None, stop=None, object_mm=inf, wavelength_um=0.58756, index_object=1.0, field=(0.0, 0.0), image_mm=None, image_tilt=(0.0, 0.0), object_tilt=(0.0, 0.0)) (die Implementierung direkt: import raytrace3d; raytrace3d.noncoaxial_system(elements=None, stop=None, object_mm=inf, wavelength_um=0.58756, index_object=1.0, field=(0.0, 0.0), image_mm=None, image_tilt=(0.0, 0.0), object_tilt=(0.0, 0.0)); aus dem Register: opsoptics.get("noncoaxial_system"))
Baut ein geprüftes nicht-koaxiales sequenzielles System (table) — Flächen, Koordinatenbrüche, Faltungen, Platten.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
*elements* is a list of dicts ("type" defaults to "surface"), or the dict returned by raytrace.lens_system (converted exactly; its traces then equal raytrace's to 1e-12):
• {"type": "surface", "R", "t", "n", "k", "ap", "mirror", "asph", "decenter", "tilt", "coating", "beamsplitter": {"R": r, "branch": "transmit"|"reflect"}} — as in raytrace.lens_system; decenter / tilt act on that surface only. coating is used by the ghost analysis (None / "bare", a material name = a quarter-wave single layer, [(material, nm), ...] from the incident side, or {"R": r}).
• {"type": "break", "decenter": (dx, dy), "tilt": (ax, ay, az), "order": "xyz"|"zyx", "t"} — a coordinate break (decenter, then rotate about x, the new y, the new z; degrees) that moves every later surface; {"type": "break", "undo": j} is the exact inverse of break record *j*.
• {"type": "return", "to": j, "t"} — go back to the coordinate system at the entry of record *j*.
• {"type": "fold_mirror", "tilt": (ax, ay), "t", "ap", "R", "reflectance"} — a mirror tilted by (ax, ay); the axis is reflected (45° folds by 90°) and t runs along the folded axis.
• {"type": "plate", "thickness", "n", "tilt": (ax, ay), "wedge": (wx, wy), "t", "beamsplitter": r, "branch", "coating_front", "coating_back"} — a tilted plane-parallel (or wedged) plate, or a plate beamsplitter; t is measured from the front vertex along the incoming axis (transmit branch) or along the reflected axis (reflect branch).
*stop* is the record index of the aperture stop (default: the first surface); *field* is (fx, fy) (degrees for an object at infinity, mm otherwise); *image_tilt* / *object_tilt* tilt the image / object plane about the local x and y axes (degrees; Scheimpflug). The last record's t is the distance to the image plane (None = the paraxial focus along the axis ray).
Default: a singlet f ≈ 100 mm followed by a 45° fold mirror (the image lands along +y).
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_noncoaxial_optics — py -3.11 examples/poc_noncoaxial_optics.py
table als Eingabe)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
noncoaxial)noncoaxial_example · noncoaxial_layout · noncoaxial_trace · noncoaxial_spot · image_orientation · beamsplitter_branches · tilted_plate_shift · scheimpflug_tilt
*Provenance: raytrace3d.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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