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.darkfield_scatter_relation(darkfield=None, sigma_urad=None, distance_mm=23.2, analyzer_period_um=2.0, thickness_mm=None, wavelength_nm=None) (die Implementierung direkt: import gratinginterf; gratinginterf.darkfield_scatter_relation(darkfield=None, sigma_urad=None, distance_mm=23.2, analyzer_period_um=2.0, thickness_mm=None, wavelength_nm=None); aus dem Register: opsoptics.get("darkfield_scatter_relation"))
Umrechnung zwischen Dunkelfeld D (Visibilitätsverhältnis) und der Breite σ der Streuwinkelverteilung (publizierte Formel für Gaußsche Streuung).
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
散乱角の分布がガウス(標準偏差 σ、格子の線に直交する向きの成分)なら、縞の可視度は D = exp(−2π² σ² d²/p2²)(Strobl 2014, Sci. Rep. 4, 7243 の式 7 をガウスで積分した形 = Bech ら 2010, Phys. Med. Biol. 55, 5529 の線拡散係数の式)。d は試料(第 1 格子)から分析格子までの距離、p2 は分析格子の周期。逆に σ = (p2/(π d √2))·√(−ln D)。
darkfield と sigma_urad のどちらか一方を渡す(スカラーか配列)。thickness_mm を渡すと線拡散係数 ε = σ²/t [µrad²/mm] を返す(σ² が厚さに比例する、という仮定の下で)。wavelength_nm を渡すと自己相関長 ξ = λ d/p2 [µm] を返す(暗視野が感じる構造の大きさの目安)。
配列の D で (0, 1] の外の画素(雑音で 1 を超えた・0 以下)は σ を NaN にして数を n_invalid に返す。スカラーで (0, 1] の外なら拒否する(黙って 0 や負の σ を返さない)。
返り値 dict: darkfield / sigma_urad / diffusion_coeff_urad2_per_mm(t があるとき)/ correlation_length_um(λ があるとき)/ angular_sensitivity(2π d/p2)/ n_invalid。Raises ValueError: darkfield と sigma_urad の両方 / どちらも無い、σ < 0、スカラーの D が (0, 1] の外、正でない距離・周期・厚さ・波長、NaN/Inf。
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
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 · talbot_carpet · talbot_source_visibility · 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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