talbot_source_visibility — OPTICS grating_interf op

• 데이터 종류: 없음 → table(인자만으로 정해지는 연산자 —— 이미지나 데이터 입력을 받지 않습니다)

• 호출: 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)(구현을 직접 호출하려면 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), 원장에서 가져오려면 opsoptics.get("talbot_source_visibility"))

사용법

선원의 크기와 선원 격자(Lau 조건)로 줄무늬 가시도가 몇 배로 떨어지는지(닫힌 형식, 비간섭 합).

> 아래 상세 설명은 원문입니다 —— 요약과 제목은 번역되어 있습니다.

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。

패밀리 공통 입력 계약(fail-closed)

optics 의 모든 연산자는 입력을 검증한 뒤에 계산합니다(조용히 통과시키지 않습니다):

• 단위는 인자 이름에 넣습니다 — _mm / _um / _deg / _mrad. mm 와 µm 를 혼동하면 crash 가 아니라 「그럴듯하게 틀린 답」이 나오므로 이름으로 막습니다. 크기로 단위를 추측하는 처리는 일절 하지 않습니다.

• 문자열은 ValueError —— float('50') 은 성공하므로 파싱되지 않은 설정값이 길이로 통과해 버립니다(실측: thin_lens('50', '200') 이 그럴듯한 66.667 mm 를 돌려주고 있었습니다). bool 도 True == 1 의 암묵 승격으로 보고 거부합니다.

• complex / masked array 는 ValueError(실수 슬롯만. 허수부의 무언 절삭·마스크 벗기기를 거부).NaN/Inf 는 모든 입력에서 ValueError.

• 0 나눗셈과 그 친척들을 이름을 들어 거부: 초점거리 0, 곡률반경 0, 굴절률 <= 0, 불투명한 조리개(전부 0 이라 정규화가 0/0), 총합 <= 0 인 PSF, S0 = 0 인 스토크스 벡터, 물체가 앞쪽 초점에 있는 경우(상이 무한대).

• 비유한 값을 돌려주는 것은 2 개 연산자뿐이며, 둘 다 계약으로 명시: depth_of_field 의 과초점거리 너머 far_mm = inf(그것이 과초점거리의 정의)와 gaussian_beam 의 허리에서의 wavefront_radius_mm = inf(평면 파면의 곡률반경). 둘 다 유한한 짝(far_is_infinite / curvature_per_mm)을 함께 돌려줍니다. 그 밖의 무언 NaN/Inf 는 내부에서 검출해 ValueError —— 「float64 가 넘쳤다」와 「답이 무한대다」는 다른 주장이므로, 후자의 얼굴로 전자를 돌려주지 않습니다.

• 크기 상한: 생성 격자는 optics.MAX_GRID(4096), 넘겨받은 필드/PSF/조리개는 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24), ABCD 소자열은 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024), Zernike 는 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25). 작은 인자에서 거대한 내부 할당이 일어나는 경로(실측: n_max=40 × 4096² 로 108 GB)를 fail-closed 로 막습니다.

• 물리적으로 불가능한 상태도 거부: 편광도 > 1 인 스토크스 벡터, 음의 투과율, 음의 강도, n-|m| 이 홀수인 잘못된 Zernike 첨자 등.

자세한 사용 가이드

• optics_imaging 패밀리 가이드

참고(샘플 데이터·문헌)

• 샘플 데이터 카탈로그(DL URL / 라이선스) —— 2-D 는 skimage.data(BSD/public)+ 합성, 3-D 는 실데이터 소스(Stanford/PDS 등)의 DL URL.

• 연산자의 내력·참고문헌 —— 이 연산자 족의 바탕이 된 연구/기법의 출처.

• 알고리즘의 정전(저자·연도)과 용도는 위의 패밀리 사용 가이드에 적혀 있습니다.

실행 가능한 예제(이 연산자를 실제로 호출하는 검증된 샘플)

• grating_interferometry — py -3.11 examples/grating_interferometry.py

• poc_grating_interferometry — py -3.11 examples/poc_grating_interferometry.py

타입이 이어지는 다음 연산자(table 를 입력으로 받는 것)

abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd

같은 카테고리(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 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*

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