polarization op• 데이터 종류: signal → matrix
• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.mueller_from_intensities(intensities, psg, psa, rank_tol=1e-09)(구현을 직접 호출하려면 import optics; optics.mueller_from_intensities(intensities, psg, psa, rank_tol=1e-09), 원장에서 가져오려면 opsoptics.get("mueller_from_intensities"))
알려진 편광 생성기·검광기 상태로 측정한 강도에서 Mueller 행렬을 복원합니다(편광 계측 최소제곱).
> 아래 상세 설명은 원문입니다 —— 요약과 제목은 번역되어 있습니다.
Model: the detector behind a polarisation-state analyser sees
`I_i = (A_i @ M @ G_i)[0, 0] = a_i^T M g_i where g_i = G_i[:, 0]` is
the Stokes vector the generator emits from unpolarised light and
`a_i = A_i[0, :]` is the analyser's first row. That is **linear in the 16
entries of M**: `I_i = w_i . vec(M) with w_i = outer(a_i, g_i).ravel()`.
Stacking the N measurements gives `W (N x 16)`, solved by least squares.
*intensities* is `(N,) (one detector) or (N, ...)` (an image per
state: the same system solved per pixel, so the result is `(4, 4, ...)`).
*psg* and *psa* are sequences of N Mueller matrices (4x4) — build them with
:func:mueller_element and matrix products.
Fail-closed on an under-determined design: if `W` has rank < 16 the
design cannot see every entry (the classic case — linear polarisers only,
no retarder — leaves the S3 row and column unobservable, rank 9) and the
function raises with the rank instead of returning a pseudo-inverse answer
that would look plausible and be wrong in the unobserved entries.
Ground truth in the tests: a known `M` (retarder then polariser),
36 generator/analyser pairs with quarter-wave plates, intensities computed
by the forward model → `M` recovered to 1e-10; the same with polarisers
only → rank 9, refused.
Raises `ValueError`: shapes disagree, fewer than 16 measurements,
non-finite input, or rank < 16.
Provenance: the observation matrix `outer(a, g)` is the standard
formulation (Chipman, "Polarimetry", *Handbook of Optics* ch. 15); the
`pinv variant is what Polanalyser's calcMueller` does. Re-implemented
with an explicit rank check.
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.
• polarization_camera_pipeline — py -3.11 examples/polarization_camera_pipeline.py
matrix 를 입력으로 받는 것)abcd_trace · mueller_apply · mueller_checks
polarization)jones_element · jones_apply · stokes_from_jones · mueller_element · mueller_apply · stokes_analyze · polarization_demosaic · polarization_demosaic_color
*Provenance: optics.py — OPTICS 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*
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