fullseye

material_reflectance — OPTICS `matprop` op

データ種: なし → pairs(引数だけで決まる op —— 画像やデータの入力を取らない)
呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.material_reflectance(material='AG', wl_min_nm: 'float' = 300.0, wl_max_nm: 'float' = 1900.0, n_points: 'int' = 161, angle_deg: 'float' = 0.0, polarization: 'str' = 'unpolarized') -> 'np.ndarray' (実装を直接呼ぶなら import materials; materials.material_reflectance(material='AG', wl_min_nm: 'float' = 300.0, wl_max_nm: 'float' = 1900.0, n_points: 'int' = 161, angle_deg: 'float' = 0.0, polarization: 'str' = 'unpolarized') -> 'np.ndarray'、台帳から引くなら opsoptics.get("material_reflectance"))

使い方

空気から材料の面への反射率 R(λ) を pairs(λ [nm], R)で返す(Fresnel、複素屈折率)。

金属(k > 0)も誘電体(k = 0)も同じ式(Born & Wolf §13.2)。angle_deg は入射角 [0, 90)、polarization は unpolarized / s / p。既定の区間 300〜1900 nm は Johnson & Christy の表(0.188〜1.937 µm)に収まる値(表の外は ValueError で、外挿しない)。銀は 500 nm で ≈ 0.98、金は 500 nm で ≈ 0.5 から 700 nm で ≈ 0.97 へ立ち上がり、アルミは 800 nm 付近に谷(≈ 0.87)がある —— 鏡の材料を選ぶ理由がそのまま出る。

ファミリ共通の入力契約(fail-closed)

optics の全 op は入力を検証してから計算する(黙って通さない):

単位は引数名に埋め込む — _mm / _um / _deg / _mrad。mm と µm の取り違えは crash ではなく「もっともらしく間違った答え」なので、名前で防ぐ。大きさから単位を推測する処理は一切しない。
文字列は ValueError — float('50') は成功してしまうため、未パースの設定値が長さとして通り抜ける(実測: thin_lens('50', '200') がもっともらしい 66.667 mm を返していた)。bool も True == 1 の暗黙昇格として拒否。
complex / masked array は ValueError(実数枠のみ。虚部の無言切り捨て・マスク剥がしを拒否)。NaN/Inf は全入力で ValueError。
0 除算とその親戚を名指しで拒否: 焦点距離 0・曲率半径 0・屈折率 <= 0・不透明な開口(全 0 なので正規化が 0/0)・総和 <= 0 の PSF・S0 = 0 の Stokes ベクトル・物体が前側焦点にある(像が無限遠)。
非有限を返すのは 2 op だけ、しかも契約として明記: depth_of_field の過焦点距離以遠の far_mm = inf(それが過焦点距離の定義)と gaussian_beam のウエストでの wavefront_radius_mm = inf(平面波面の曲率半径)。どちらも有限の相棒(far_is_infinite / curvature_per_mm)を併せて返す。それ以外の無言 NaN/Inf は内部で検出して ValueError —「float64 が溢れた」と「答えが無限大」は別の主張なので、後者の顔で前者を返さない。
サイズ上限: 生成格子は optics.MAX_GRID(4096)、供給された場/PSF/開口は optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24)、ABCD 素子列は optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024)、Zernike は MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25)。小さな引数から巨大な内部確保が起きる経路(実測: n_max=40 × 4096² で 108 GB)を fail-closed で塞ぐ。

物理的に不可能な状態も拒否: 偏光度 > 1 の Stokes ベクトル、負の透過率、負の強度、n-

が奇数などの不正な Zernike 添字。

詳しい使い方ガイド

optics_imaging ファミリガイド

参考(サンプルデータ・文献)

サンプルデータカタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。
演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。
アルゴリズムの正典(著者・年)と用途は上記ファミリ使い方ガイドに記載。

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

poc_chromatic_confocal — py -3.11 examples/poc_chromatic_confocal.py
poc_material_optical_library — py -3.11 examples/poc_material_optical_library.py

型が繋がる次の op(`pairs` を入力に取れる)

mtf50 · energy_to_photons · spectral_product · spectral_integral · spectral_stats · kubelka_munk_reflectance · hyperspectral_capture · film_thickness_fft

同カテゴリ(`matprop`)

material_table · material_record · material_optical_constants · material_dispersion · material_extinction · material_absorption · material_transmittance · abbe_number

Provenance: materials.py — OPTICS operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。

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