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.pdh_error_signal(length_m: 'float' = 1.0, *, itm_transmittance: 'float' = 0.01, etm_transmittance: 'float' = 0.01, mod_freq_hz: 'float' = 20000000.0, mod_depth: 'float' = 1.08, power_w: 'float' = 1.0, span_linewidths: 'float' = 6.0, n_points: 'int' = 1201) -> 'np.ndarray'(要直接呼叫實作,import cavityoptics; cavityoptics.pdh_error_signal(length_m: 'float' = 1.0, *, itm_transmittance: 'float' = 0.01, etm_transmittance: 'float' = 0.01, mod_freq_hz: 'float' = 20000000.0, mod_depth: 'float' = 1.08, power_w: 'float' = 1.0, span_linewidths: 'float' = 6.0, n_points: 'int' = 1201) -> 'np.ndarray';從台帳取用則 opsoptics.get("pdh_error_signal"))
Pound-Drever-Hall 誤差訊號 ε(δ)，作為失諧 δ [Hz] 的函數（pairs）。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
length_m : float
共振器長 L [m]。
itm_transmittance, etm_transmittance : float
鏡の強度透過率(損失なし)。
mod_freq_hz : float
位相変調周波数 Ω/2π [Hz]。線幅より十分大きいと傾きが Black の式 15 に乗る。
mod_depth : float
変調指数 β。搬送波 P_c = J₀(β)²P、側帯波 P_s = J₁(β)²P(β = 1.08 で P_c·P_s 最大)。
power_w : float
入射光量 P [W]。
span_linewidths : float
表示する離調の範囲(線幅の何倍まで、±)。
n_points : int
点数(奇数なら δ = 0 を含む)。
numpy.ndarray
(n_points, 2): 列 0 = 離調 δ [Hz]、列 1 = ε [W]
= 2√(P_c P_s)·Im[F(δ)F*(δ+Ω) − F*(δ)F(δ−Ω)]。
門(tests): 反対称 ε(−δ) = −ε(δ)(1e-12)、ε(0) = 0、対称共振器(T₁ = T₂)で Ω ≫ δν のとき共振近傍の傾き dε/dδ = −8√(P_c P_s)/δν(Black 2001 式 15)に 1 % 以内。側帯波が共振に乗る δ = ±Ω 付近の小さな山も含めて返す(表示範囲が届けば)。
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。
• 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。
• poc_gw_detector_pseudo_simulation — py -3.11 examples/poc_gw_detector_pseudo_simulation.py
pairs 作為輸入)mtf50 · energy_to_photons · spectral_product · spectral_integral · spectral_stats · kubelka_munk_reflectance · hyperspectral_capture · film_thickness_fft
cavity)fabry_perot_response · cavity_strain_transfer · michelson_dc_readout · 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)。*
© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.