grating_interf op• Datenarten: keine → table (ein Operator, der allein durch seine Argumente bestimmt ist — er nimmt kein Bild und keine Daten entgegen)
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.talbot_source_visibility(source_width_um, source_distance_mm, distance_mm, analyzer_period_um, profile='uniform', source_grating_period_um=None, duty=None, n_slits=None, wavelength_nm=None) (die Implementierung direkt: import gratinginterf; gratinginterf.talbot_source_visibility(source_width_um, source_distance_mm, distance_mm, analyzer_period_um, profile='uniform', source_grating_period_um=None, duty=None, n_slits=None, wavelength_nm=None); aus dem Register: opsoptics.get("talbot_source_visibility"))
Um welchen Faktor die Streifensichtbarkeit bei gegebener Quellgröße und Quellgitter (Lau-Bedingung) sinkt, in geschlossener Form als inkohärente Summe.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
線源の 1 点が格子の線に直交する向きに s ずれると、分析格子の上の縞は s·d/L だけ逆向きにずれる(L = 線源から第 1 格子、d = 第 1 格子から分析格子)。互いに干渉しない点の縞を足すので、可視度の倍率は線源の分布のフーリエ変換を周波数 d/(L p2) で読んだ値になる(Pfeiffer ら 2006, Nature Physics 2, 258):
"uniform" 幅 w: |sinc(π w d/(L p2))|(sinc x = sin x / x)
"gaussian" 半値全幅 w: exp(−2π² σ² d²/(L² p2²))、σ = w/(2√(2 ln 2))
線源格子(周期 p0、開口の割合 duty、開口 n_slits 本)を置くと、各開口は幅 duty·p0 の一様な線源、開口の並びは配列の因子 |sin(N β)/(N sin β)|、β = π p0 d/(L p2) を掛ける。β が π の整数倍(Lau の条件 p0 = p2·L/d)ですべての開口の縞が重なり、可視度は開口 1 本の |sinc(π duty)|(duty = 0.5 で 2/π)まで戻る。n_slits が None なら round(w/p0)(焦点 w に入る開口の数、1 以上)。線源格子はガウスの焦点とは組まない(拒否)。duty(開口の割合)は線源格子があるときだけ意味を持つ(None は 0.5)。線源格子なしで duty か n_slits を渡すと、黙って無視せずに拒否する(線源格子の周期を渡し忘れた呼び出しを見逃さない)。
wavelength_nm を渡すと、第 1 格子での横のコヒーレンス長 l_c = λ L/w [µm] も返す。
返り値 dict: visibility_factor / slit_factor / array_factor(線源格子なしは 1)/ lau_period_um(p2·L/d)/ lau_ratio(p0 / Lau の周期、線源格子なしは None)/ n_slits / projected_blur_um(w·d/L、分析格子の上での線源の影の幅)/ coherence_length_um(λ があるとき)。Raises ValueError: 正でない幅・距離・周期、未知の profile、ガウスと線源格子の組、duty が (0, 1] の外、n_slits が 1..100000 の外、線源格子なしでの duty・n_slits。
Jeder optics-Operator prüft seine Eingabe vor der Berechnung (nichts rutscht stillschweigend durch):
• Einheiten stecken im Argumentnamen — _mm / _um / _deg / _mrad. Eine Verwechslung von mm und µm stürzt nicht ab, sondern liefert eine plausibel aussehende falsche Antwort; der Name verhindert das. Aus der Größenordnung wird nie auf die Einheit geschlossen.
• Strings lösen ValueError aus — float('50') gelingt, sodass ein ungeparster Konfigurationswert als Länge durchrutschen würde (gemessen: thin_lens('50', '200') lieferte plausible 66,667 mm). bool wird als implizite Hochstufung True == 1 ebenfalls abgelehnt.
• complex / Masked Arrays lösen ValueError aus (nur reelle Slots; das stille Verwerfen des Imaginärteils bzw. Abstreifen der Maske wird abgelehnt). NaN/Inf löst bei jeder Eingabe ValueError aus.
• Division durch null und Verwandtes wird namentlich abgelehnt: Brennweite 0, Krümmungsradius 0, Brechzahl <= 0, undurchlässige Blende (alles 0, die Normierung wird 0/0), PSF mit Summe <= 0, Stokes-Vektor mit S0 = 0 und ein Objekt im vorderen Brennpunkt (Bild im Unendlichen).
• Nur zwei Operatoren liefern einen nicht-endlichen Wert, und beide halten das vertraglich fest: depth_of_field liefert jenseits der hyperfokalen Distanz far_mm = inf (genau das bedeutet die hyperfokale Distanz), und gaussian_beam liefert an der Taille wavefront_radius_mm = inf (der Krümmungsradius einer ebenen Wellenfront). Beide liefern zusätzlich einen endlichen Partner (far_is_infinite / curvature_per_mm). Jedes andere stille NaN/Inf wird intern erkannt und löst ValueError aus — "float64 ist übergelaufen" und "die Antwort ist unendlich" sind verschiedene Aussagen; die erste wird nie im Gewand der zweiten geliefert.
• Größenobergrenzen: erzeugte Gitter durch optics.MAX_GRID (4096), übergebene Felder/PSFs/Blenden durch optics.MAX_FIELD_ELEMENTS (2^24), ABCD-Elementketten durch optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS (1024), Zernike durch MAX_ZERNIKE_TERMS (512) / MAX_ZERNIKE_ORDER (40) / MAX_ZERNIKE_BASIS (2^25). Damit werden Pfade fail-closed geschlossen, in denen ein kleines Argument eine riesige interne Allokation auslöst (gemessen: n_max=40 × 4096² braucht 108 GB).
• Physikalisch unmögliche Zustände werden ebenfalls abgelehnt: Stokes-Vektor mit Polarisationsgrad > 1, negative Transmission, negative Intensität und ungültige Zernike-Indizes wie ungerades n-|m|.
• Leitfaden zur Familie optics_imaging
• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).
• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.
• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.
• grating_interferometry — py -3.11 examples/grating_interferometry.py
• poc_grating_interferometry — py -3.11 examples/poc_grating_interferometry.py
table als Eingabe)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
grating_interf)talbot_grating_design · grating_stepping_simulate · grating_three_image_retrieve · darkfield_scatter_relation · talbot_carpet · grating_step_period_estimate · dpc_integrate
*Provenance: gratinginterf.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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