polarization op• 데이터 종류: 없음 → cimage(인자만으로 정해지는 연산자 —— 이미지나 데이터 입력을 받지 않습니다)
• 호출: import optics; optics.jones_element(kind='polarizer', angle_deg=0.0, retardance_deg=90.0)(또는 opsoptics.get("jones_element"))
편광 소자 하나의 2x2 복소 존스 행렬.
> 아래 상세 설명은 원문입니다 —— 요약과 제목은 번역되어 있습니다.
*kind* is one of :data:JONES_KINDS:
`"polarizer"` ideal linear polariser, transmission axis at *angle_deg*
from x · `"retarder"` linear retarder, fast axis at *angle_deg*,
retardance *retardance_deg* · `"quarter_wave" / "half_wave"`
retarders with the retardance fixed at 90 / 180 degrees (*retardance_deg*
is then ignored — stated here so a caller who passes one is not left
wondering) · `"rotator"` optical rotator turning the polarisation by
*angle_deg*.
The retarder is written symmetrically, `diag(exp(-i*d/2), exp(+i*d/2))`
before rotation, so it introduces no common phase — the fast axis leads.
Elements are built as `R(+a) @ J0 @ R(-a)`.
Returns a `(2, 2)` complex128 matrix acting on a Jones vector
`[Ex, Ey]; compose a train with J_total = J_last @ ... @ J_first` and
apply it with :func:jones_apply.
Ground truth it reproduces exactly (machine precision): two crossed ideal
polarisers multiply to the zero matrix; a polariser is idempotent
(`P @ P == P`); a half-wave plate is an involution up to a global phase
(`H @ H == -I` in this symmetric convention); a quarter-wave plate at 45
degrees turns horizontal linear light into circular (`|S3| == 1`); the
Malus law `cos^2(theta)` falls out of two polarisers at relative angle
theta.
Raises `ValueError`: an unknown *kind* (the message lists the valid
ones); non-finite *angle_deg* or *retardance_deg*.
Ideal, lossless, normal-incidence elements. A real polariser has a finite
extinction ratio and a real waveplate is chromatic; neither is modelled, and
neither is silently approximated. Jones algebra can only carry **fully
polarised** light — for partial polarisation use :func:mueller_element.
optics 의 모든 연산자는 입력을 검증한 뒤에 계산합니다(조용히 통과시키지 않습니다):
• 단위는 인자 이름에 넣습니다 — _mm / _um / _deg / _mrad. mm 와 µm 를 혼동하면 crash 가 아니라 「그럴듯하게 틀린 답」이 나오므로 이름으로 막습니다. 크기로 단위를 추측하는 처리는 일절 하지 않습니다.
• **문자열은 ValueError** —— float('50') 은 성공하므로 파싱되지 않은 설정값이 길이로 통과해 버립니다(실측: thin_lens('50', '200') 이 그럴듯한 66.667 mm 를 돌려주고 있었습니다). bool 도 True == 1 의 암묵 승격으로 보고 거부합니다.
• **complex / masked array 는 ValueError(실수 슬롯만. 허수부의 무언 절삭·마스크 벗기기를 거부).NaN/Inf 는 모든 입력에서 ValueError**.
• 0 나눗셈과 그 친척들을 이름을 들어 거부: 초점거리 0, 곡률반경 0, 굴절률 <= 0, 불투명한 조리개(전부 0 이라 정규화가 0/0), 총합 <= 0 인 PSF, S0 = 0 인 스토크스 벡터, 물체가 앞쪽 초점에 있는 경우(상이 무한대).
• 비유한 값을 돌려주는 것은 2 개 연산자뿐이며, 둘 다 계약으로 명시: depth_of_field 의 과초점거리 너머 far_mm = inf(그것이 과초점거리의 정의)와 gaussian_beam 의 허리에서의 wavefront_radius_mm = inf(평면 파면의 곡률반경). 둘 다 유한한 짝(far_is_infinite / curvature_per_mm)을 함께 돌려줍니다. **그 밖의 무언 NaN/Inf 는 내부에서 검출해 ValueError** —— 「float64 가 넘쳤다」와 「답이 무한대다」는 다른 주장이므로, 후자의 얼굴로 전자를 돌려주지 않습니다.
• 크기 상한: 생성 격자는 optics.MAX_GRID(4096), 넘겨받은 필드/PSF/조리개는 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24), ABCD 소자열은 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024), Zernike 는 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25). 작은 인자에서 거대한 내부 할당이 일어나는 경로(실측: n_max=40 × 4096² 로 108 GB)를 fail-closed 로 막습니다.
• 물리적으로 불가능한 상태도 거부: 편광도 > 1 인 스토크스 벡터, 음의 투과율, 음의 강도, n-|m| 이 홀수인 잘못된 Zernike 첨자 등.
• 샘플 데이터 카탈로그(DL URL / 라이선스) —— 2-D 는 skimage.data(BSD/public)+ 합성, 3-D 는 실데이터 소스(Stanford/PDS 등)의 DL URL.
• 연산자의 내력·참고문헌 —— 이 연산자 족의 바탕이 된 연구/기법의 출처.
• 알고리즘의 정전(저자·연도)과 용도는 위의 패밀리 사용 가이드에 적혀 있습니다.
• optics_imaging — py -3.11 examples/optics_imaging.py
cimage 를 입력으로 받는 것)angular_spectrum_propagate · jones_apply
polarization)jones_apply · stokes_from_jones · mueller_element · mueller_apply · stokes_analyze
*Provenance: optics.py — OPTICS 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*
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