grating_interf op• 数据种类:table → table
• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.dpc_integrate(dpc_rad, pixel_um, distance_mm, analyzer_period_um, wavelength_nm=None, energy_kev=None, axis=1, baseline='left', baseline_px=8, delta=None)(要直接调用实现,import gratinginterf; gratinginterf.dpc_integrate(dpc_rad, pixel_um, distance_mm, analyzer_period_um, wavelength_nm=None, energy_kev=None, axis=1, baseline='left', baseline_px=8, delta=None);从台账取用则 opsoptics.get("dpc_integrate"))
将微分相位(条纹相位偏移 φ)沿光栅的灵敏方向积分,还原为波前相位 Φ [rad]。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
屈折角 α = φ·p2/(2π d)(Weitkamp ら 2005 の式 1)、∂Φ/∂x = (2π/λ)·α。画素の中で平均した α を画素の幅で足すと、画素の境界での Φ が出る(np.cumsum)。返すのは隣り合う境界の平均(画素の中心)。dpc_rad は 2-D の図か、grating_three_image_retrieve の返り値(表。dpc_rad を取り出す)。delta(屈折率の 1 からのずれ δ)を渡すと、投影の厚さ t = −Φ·λ/(2π δ) [µm] も返す。
積分の定数(と、基準と試料の間の格子のずれによる微分位相の一定のずれ)は baseline で決める:
"left" 各行の最初の baseline_px 画素(試料の無い縁)で Φ = 0
"both" 両端の baseline_px 画素で Φ = 0 になるように、行ごとに一次式を引く
(微分位相の一定のずれ = 位相の傾きを消す。試料が両端に掛からないことが前提)
"none" 何も引かない(最初の境界で Φ = 0)
★折り返し(fail-closed): 微分位相は (−π, π] に折り返されている。本当の φ が π を超えた画素では隣と 2π 近く跳ぶ。積分の向きに隣り合う画素の差が π(Itoh の条件。数学で決まる値なのでつまみにしない)を超える画素が 1 つでもあれば、どれだけ足すべきか決まらないので値を返さずに拒否する(縞の位相を大きくしない —— 距離 d を短くするか、細かい画素で撮る)。NaN(grating_three_image_retrieve の無効画素)も拒否する。
正直な限界: 折り返しは「隣との跳び」でしか見えない。平らな背景の隣にある 1 画素だけが π を超え、折り返した値が背景と π 以内に収まる場合(縁の 1 画素など)は、折り返した図だけからは見分けられない(本当の跳びが π を超える = 標本化が足りない、という Itoh の条件の外)。
返り値 dict: phase_rad(H, W)/ thickness_um(δ があるとき)/ refraction_urad / max_jump_rad(実測の隣との差の最大)/ baseline。Raises ValueError: 2-D でない・NaN/Inf、正でない画素・距離・周期・波長、wavelength_nm と energy_kev の両方 / どちらも無い、axis が 0/1 でない、未知の baseline、baseline_px が幅の半分を超える、δ ≤ 0、隣との差が π を超える。
optics 的每个算子都先校验输入再计算(不让任何东西无声通过):
• 单位写进参数名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不会崩溃,而是给出「看着合理却是错的答案」,所以用命名来防。这里绝不从数值大小去猜单位。
• 字符串一律 ValueError —— float('50') 会成功,于是未解析的配置值会被当成长度混进来(实测:thin_lens('50', '200') 曾返回看着合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隐式提升拒绝。
• complex / masked array 一律 ValueError(仅接受实数槽位;拒绝无声丢弃虚部或剥掉掩码)。所有输入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。
• 逐项点名拒绝除零及其近亲:焦距 0、曲率半径 0、折射率 <= 0、全不透明光阑(全为 0,归一化变成 0/0)、总和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 矢量、物体位于前焦点(像在无穷远)。
• 只有两个算子会返回非有限值,而且都写进了契约:depth_of_field 在超焦距以外返回 far_mm = inf(这正是超焦距的定义),gaussian_beam 在束腰处返回 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半径)。两者都同时返回一个有限的搭档(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的无声 NaN/Inf 都在内部检出并 ValueError ——「float64 溢出了」和「答案是无穷大」是两种不同的主张,不能拿后者的脸去交付前者。
• 尺寸上限:生成网格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,传入的场/PSF/光阑受 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「小参数引发巨大内部分配」的路径(实测:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。
• 物理上不可能的状态同样拒绝:偏振度 > 1 的 Stokes 矢量、负透过率、负强度、n-|m| 为奇数等非法 Zernike 指标。
• 示例数据目录(下载 URL / 许可证) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有领域)加合成图,3-D 给出真实数据源(Stanford/PDS 等)的下载 URL。
• 算子来历与参考文献 —— 该算子族所依据的研究/方法出处。
• 算法的正典(作者、年份)与用途见上面的族使用指南。
• grating_interferometry — py -3.11 examples/grating_interferometry.py
• poc_grating_interferometry — py -3.11 examples/poc_grating_interferometry.py
table 作为输入)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 · talbot_source_visibility · grating_step_period_estimate
*Provenance: gratinginterf.py — OPTICS 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*
© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.