grating_interf op• 資料種類:無 → table(僅由參數決定的運算子 —— 不接受影像或資料輸入)
• 呼叫: 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)(要直接呼叫實作,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);從台帳取用則 opsoptics.get("talbot_source_visibility"))
光源尺寸與源光柵(Lau 條件)使條紋可見度降低為多少倍(閉式,非同調疊加)。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
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。
optics 的每個運算子都先檢驗輸入再計算(不讓任何東西無聲通過):
• 單位寫進參數名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不會當掉,而是給出「看似合理卻是錯的答案」,所以用命名來防。這裡絕不從數值大小去猜單位。
• 字串一律 ValueError —— float('50') 會成功,於是未解析的設定值會被當成長度混進來(實測:thin_lens('50', '200') 曾回傳看似合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隱式提升拒絕。
• complex / masked array 一律 ValueError(僅接受實數槽位;拒絕無聲丟棄虛部或剝掉遮罩)。所有輸入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。
• 逐項點名拒絕除零及其近親:焦距 0、曲率半徑 0、折射率 <= 0、全不透明光闌(全為 0,正規化變成 0/0)、總和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 向量、物體位於前焦點(像在無窮遠)。
• 只有兩個運算子會回傳非有限值,而且都寫進了契約:depth_of_field 在超焦距以外回傳 far_mm = inf(這正是超焦距的定義),gaussian_beam 在束腰處回傳 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半徑)。兩者都同時回傳一個有限的夥伴(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的無聲 NaN/Inf 都在內部檢出並 ValueError ——「float64 溢位了」和「答案是無窮大」是兩種不同的主張,不能拿後者的臉去交付前者。
• 尺寸上限:生成網格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,傳入的場/PSF/光闌受 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「小參數引發巨大內部配置」的路徑(實測:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。
• 物理上不可能的狀態同樣拒絕:偏振度 > 1 的 Stokes 向量、負穿透率、負強度、n-|m| 為奇數等非法 Zernike 指標。
• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。
• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。
• 演算法的正典(作者、年份)與用途見上面的族使用指南。
• grating_interferometry — py -3.11 examples/grating_interferometry.py
• poc_grating_interferometry — py -3.11 examples/poc_grating_interferometry.py
table 作為輸入)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 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*
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