polarization op• 数据种类:matrix → table
• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.mueller_checks(mueller, tol=1e-09)(要直接调用实现,import optics; optics.mueller_checks(mueller, tol=1e-09);从台账取用则 opsoptics.get("mueller_checks"))
判断 4x4 矩阵是否为物理可实现的 Mueller 矩阵,以及退偏程度。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
Returns a dict:
`physical`
`True iff the coherency matrix H = 1/4 sum_ij M_ij (sigma_i (x) sigma_j^*)`
is positive semidefinite — Cloude's criterion (1986), the necessary and
sufficient condition for M to be a convex sum of pure (Mueller–Jones)
matrices (Gil, 2007). `coherency_eigenvalues` carries the four real
eigenvalues (descending) so the caller sees *how* far from physical.
`pure`
one non-zero eigenvalue: M comes from a single Jones matrix (no
depolarisation). Every element from :func:mueller_element except the
depolariser is pure.
`depolarization_index`
Gil–Bernabeu `P_Delta = sqrt((sum_ij M_ij^2 - M_00^2) / (3 M_00^2))`:
1 for a pure matrix, 0 for the ideal depolariser.
`passive`
the largest transmittance `M_00 + sqrt(M_01^2 + M_02^2 + M_03^2)` is
`<= 1` — a passive element cannot amplify.
`transmittance_max / transmittance_min`
those two bounds of the transmitted intensity over all input states.
Ground truth in the tests: every :func:mueller_element kind is physical
and passive; the pure ones have eigenvalues `(M_00, 0, 0, 0)` to 1e-12 and
`P_Delta = 1; the ideal depolariser has P_Delta = 0`; a matrix with
`M_11 > M_00` (more polarised output than input) is refused as
non-physical; a gain matrix (`2 I`) is physical but not passive.
Raises `ValueError`: not a real 4x4 matrix, non-finite, or
`M_00 <= 0` (no transmitted intensity — every ratio would be 0/0).
Provenance: Cloude, S. R. (1986), *Optik* 75, 26; Gil, J. J. & Bernabeu, E.
(1986), *Optica Acta* 33, 185 (depolarisation index); the check set mirrors
what py-pol (del Hoyo & Sánchez Brea, MIT) exposes as `is_physical` /
`is_pure / is_transmissive`, re-implemented from the definitions.
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。
• polarization_camera_pipeline — py -3.11 examples/polarization_camera_pipeline.py
table 作为输入)abcd_matrix · wavefront_stats · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd · spot_diagram
polarization)jones_element · jones_apply · stokes_from_jones · mueller_element · mueller_apply · stokes_analyze · polarization_demosaic · polarization_demosaic_color
*Provenance: optics.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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