Links eine Vorlage wählen (z. B. Dicklinsen-Fokus), dann Strahl- und Bauteilwerte ändern — jede Eingabe rechnet sofort neu. Der Plot zeigt die 1/e²-Envelope über z, rechts stehen Ausgangs-Taille, Puls-Kennzahlen und pro Bauteil die Apertur-Reserve. Gelbe/rote Hinweise unten sind keine Deko: ModeForge meldet ehrlich, wenn etwas klemmt oder eine Näherung ihre Grenze erreicht.
Quelle: Gauß (w0, z0, M²), elliptisch/astigmatisch (x/y getrennt) oder Momenten-Strahl (D4σ + M²). Der Moden-Helfer rechnet HG/LG-Ordnungen in ein Envelope-M² um („Als Strahl-M² übernehmen“). Puls: Energie oder P̄+Rate plus FWHM-Dauer und Form — rechts erscheinen Spitzenleistung, Fluenz und Intensität an der Austrittsebene. Bauteile: über die +-Buttons anfügen, per Klick auswählen und editieren, mit ←/→ verschieben. Position z verschiebt die vorgelagerte Freistrecke. Die Rechnung ist paraxiale ABCD-Matrixoptik — exakt im Rahmen dieser Näherung, ohne Aberrationen.
Zweilinsen-Gittersuche: Linsenkandidaten (f, Apertur) und Positionsraster definieren, Ziel setzen (Radius an Ebene z oder Ziel-Taille), Randbedingungen wie Mindestabstand und Apertur-Reserve wählen. Die Trefferliste zeigt Abweichung und optional die Sensitivität gegen Positions-/Brennweiten-/M²-Fehler — „In Strahlengang übernehmen“ baut die Lösung direkt ein.
Zemax-Sequenzdateien per DATEI LADEN, Drag & Drop oder Einfügen laden (UTF-16-Exporte werden erkannt), λ für die Brechzahl setzen, parsen. Objekt-/Bildebenen echter Exporte werden automatisch abgetrennt. Einfache Singlets landen als Dicklinse, komplexere Systeme (Kittglieder, Mehrlinser) als Flächenstapel im Strahlengang — inklusive Glas-Glas-Kittflächen. Warum blockiert mein Import? Unbekannte Gläser (erst AGF-Katalog laden und „übernehmen“), Asphären/Spiegel/Tilts (CONI, XDAT, GLAS MIRROR …), unbekannte Einheiten oder Brechzahlen außerhalb des Sellmeier-Gültigkeitsbereichs. Das ist Absicht: lieber ein ehrliches Nein als eine falsche Linse.
Propagiert das skalare Feld durch den echten Strahlengang und liest es an einer frei wählbaren Auswerte-Ebene aus. Gitter N und dx bestimmen Auflösung und Ausdehnung — AUTO dx ist der richtige Start. Feld-Quelle: Gauß oder echte HG/LG-Moden (m,n bzw. p,l) — die Taille gilt als gemessene Second-Moment-Taille; fürs konsistente Kreuzchecken das Strahl-M² passend setzen (Hinweis erscheint). Flächen-Phase: „Ideal“ = paraxiale Phasenmaske; „Echte Flächen (TEA)“ prägt die exakte sphärische Flächenphase auf — sag-getriebene sphärische Aberration wird sichtbar. Ergebnisse lesen: Der Kreuzcheck vergleicht das Feld mit der paraxialen Envelope. Blau = Abweichung durch Beugung erwartbar (harte Blende). Gelb „SAMPLING-GRENZE“ = das Gitter kann das Ergebnis nicht auflösen (z. B. Fokus kleiner als eine Gitterzelle) — dann ist die Abweichung ein Gitter-Artefakt, keine Physik. Die Warnung nennt das nötige N.
Kaustik-Messungen als CSV einfügen: eine Zeile pro Messpunkt z_mm, breite, Breitenbasis oben wählen (1/e²-Radius, FWHM-/D4σ-Durchmesser, rms). Der Least-Squares-Fit liefert w0, z0, M² und Residuen; „Als Strahl übernehmen“ macht den Fit zur Projektquelle.
Datei laden: im Reiter Bildanalyse (Pill: IMG) eine .tif/.tiff/.png-Datei ablegen oder auswählen (bis 128 MB, dekodierte Bilder bis 4096 × 4096 px). Mehrseitige TIFFs und mehrkanalige PNGs blenden Seiten-/Kanalwahl ein; die Pixelteilung (µm/px, x und y) setzen, um neben den Pixelbreiten auch physische Breiten zu sehen.
Hintergrund: aktuell stehen „Keiner“ und ein manueller Offset (in Zählwerten) zur Wahl; unabhängig davon schätzt der Analyzer eine Rauschskala sigma_B — aus etwaigen Hintergrund-Referenzrechtecken, sonst aus einem schmalen Randrahmen um die ROI. Negative Werte nach der Korrektur werden nie abgeschnitten — eine systematische negative Schieflage ist genau das, was die Warnungen unten prüfen.
ROI: Gesamtes Bild, ein auf dem Bild gezogenes Rechteck (innen verschieben, am Rand oder an einer Ecke die Größe ändern), getippte Pixelkoordinaten (x0, y0, Breite, Höhe) oder der gestrichelte ROI-Vorschlag mit „Vorschlag übernehmen“. Was beim Klick auf „Analyse starten“ eingestellt ist, wird zur bestätigten ROI — dem festen Bereich, auf dem alle Freigabe-Kriterien und beide Momenten-Stufen für diesen Lauf rechnen.
Vorschau lesen: ein kompakter Spot wird mit etwa dem Dreifachen des D4sigma-Durchmessers ausgeschnitten; die Umschaltung „gesamtes Bild“ zeigt den ganzen Sensor, damit das blaue ROI-Rechteck sichtbar ist. Die durchgezogene grüne Linie ist die freigegebene D4sigma-Ellipse; die gestrichelte orange Linie ist die Fit-Breiten-Ellipse — nie die ROI. Eine 4sigma-Ellipse umschließt etwa 86 Prozent der Leistung eines Gauß-Strahls, daher bleiben unter der Kontrastspreizung schwächere Flügel außerhalb sichtbar.
Drei Zahlen, mit Absicht: die Hauptkachel zeigt D4σ (Ellipse) — einen Durchmesser, gemessen innerhalb einer an den Strahl angepassten Blende; das ist die vertrauenswürdigste freigegebene Zahl des Analyzers. Daneben steht Fit-Breite 4sigma, die Breite, die das Gauß-Modell selbst vorhersagt — bei sauberen Strahlen schärfer, aber eine Modellzahl, keine Messung. Das Momente/Profile-Panel zeigt zusätzlich die rohen ROI-Momente — nützlich zum Nachsehen, aber nie als Hauptwert freigegeben.
Unterdrückt? Wenn D4σ (Ellipse) nicht vertrauenswürdig ist, zeigt die Kachel statt einer Zahl einen Grund: fit_not_converged (die Modellanpassung ist nicht konvergiert), nonpositive_amplitude (der Fit fand keinen echten Peak), residual_high (der Fit passt gemessen am Rauschen nicht gut genug zu den Daten), aperture_clipped (die Prüfblende würde über die ROI hinausreichen), alpha_inconsistent (die Form ist nicht konsistent genug mit einem sauberen Gauß-Kern — Flügel, ein zweiter Lappen, ein flaches Plateau), multi_peak (mehr als ein signifikanter Peak wurde gefunden). Keiner dieser Gründe ist ein Fehlerbericht — der Analyzer verweigert hier bewusst eine Zahl, der er nicht traut.
Warnungen, die sich zu lesen lohnen: negative power markiert eine Hintergrundkorrektur, die zu wenig (oder ungewöhnlich viel) negatives Signal für einen sauberen nullmittigen Hintergrund übrig lässt; ROI sensitive heißt, die freigegebene Breite reagiert stärker als erwartet auf kleine ROI-Verschiebungen; residual high und multi peak erklären, warum eine Freigabe unterdrückt wurde; pedestal hint warnt vor einem flachen Rest-Offset, der die Breite nach oben verzerrt; width scatter beziffert, wie stark die freigegebene Breite unter dem Rauschen dieses einen Bildes streut, und warnt oberhalb von 5 Prozent; absorbed power markiert einen schwachen, breiten Flügel jenseits der Apertur, der sonst spurlos im Hintergrund-Fit verschwindet — bei sehr niedrigem Signal-Rausch-Verhältnis kann ein schwacher Flügel diese Prüfung dennoch unbemerkt passieren; clipping suspect markiert ein Plateau von Pixeln unterhalb der Sättigungsgrenze des Dateiformats, ein möglicher Hinweis auf Sensor-Clipping; Hot-Pixel-, Sättigungs- und Float-Sonderwert-Warnungen beschreiben die Rohdatei selbst, bevor überhaupt etwas von alldem oben läuft. Jede Zahl hier stammt aus dem dokumentierten ModeForge-Auswerteweg (siehe docs/theory im Repository).
Der Reiter Kaustik wertet eine Kampagne mit Kamerabildern an mehreren z-Positionen aus. Jede Ebene wird zu einer Second-Moment-Beobachtung, Wiederholungen werden zusammengefasst und ein Fit liefert w0, z0 und M² je Achse. Das Ergebnis kann als Messquelle in den Strahlengang übernommen werden.
z-12.5mm, z+3.0mm, z=3 oder z_012p5 (p steht für den Dezimalpunkt). Die Einheit ist mm, außer cm, um oder µm steht dabei. Ohne Marke wird nur eine Zahl mit ausdrücklicher Einheit gelesen, etwa -3.0mm oder 250um.beam_z-12.5mm_rep01.tif und beam_z-12.5mm_rep02.tif.„Bundle exportieren“ und „Bundle importieren“ sichern beziehungsweise laden Beobachtungen, Gruppen, Fit, Ensemble und Kampagnentabelle in einem reproduzierbaren Archiv ohne Pixeldaten. Zwei Exporte desselben Zustands sind byte-identisch. Nach dem Import sind Zeilen als nicht geladen markiert; vor der nächsten Beobachtung die Quelldateien erneut wählen. Erneutes Öffnen einer Datei ersetzt deren frühere Zeilen; Pixel bleiben im Browser.
Weitere Hinweise stehen in docs/guide/caustic.md und docs/theory/caustic.md.
Wird der Strahl hinter einer Messoptik gemessen, die danach wieder entfernt wird, rechnet diese Karte von der Messebene zurück zur Quelle vor der Optik.
„Aufbau“ bietet „Direkt gemessen“ oder „Messstrecke (Rückrechnung auf die Quelle)“. Direkt gemessen verwendet die Kaustik an der Kamera als Quelle. Die Messstrecke rechnet durch die angegebene Messoptik zurück und verlangt dazu Annahmen.
Das Kopplungs-Gate prüft gemeinsam die Kreuzmomente aller Ebenen mit einem exakten Vorzeichenwechseltest und benötigt mindestens sechs Ebenen sowie sechs Wiederholungen je Ebene. Ein kompatibles Ergebnis beweist keine Entkopplung; für die Übernahme muss das entkoppelte Quellenmodell ausdrücklich erklärt werden. Bei gelieferten Produkten mit Jitter lautet das Ergebnis „unbestimmt“, weil dieser Pfad noch nicht kalibriert ist.
„JSON exportieren“ sichert das komplette Projekt als versionierte, diff-bare Datei; „JSON importieren“ (auch per Datei/Drag & Drop) lädt sie zurück. Ideal für Versionskontrolle, Teilen und Reproduzierbarkeit.