wave_grating_orders — MATH `wave` op

• 数据种类:无 → table(仅由参数决定的算子 —— 不接受图像或数据输入)

• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.wave_grating_orders(pitch_um=1.6, wavelength_nm=550.0, sin_in=0.0, orders=(-2, -1, 1, 2))(要直接调用实现,import mathops; mathops.wave_grating_orders(pitch_um=1.6, wavelength_nm=550.0, sin_in=0.0, orders=(-2, -1, 1, 2));从台账取用则 opsmath.get("wave_grating_orders"))

用法

光栅把各级次送往何处 —— 对角度求解 `d (sin_out − sin_in) = m λ`。

> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。

The companion to the existing `grating_wavelengths` (which solves the same

identity for *lambda*): given the pitch and the wavelength, this returns the

outgoing direction of each order, and marks the orders that are

evanescent — `|sin_out| > 1` means that order does not propagate, which

is why a CD shows fewer colours at grazing incidence.

★Why this earns its place: the two ops invert one another, so a round trip

must return the wavelength it started from; and the angles can be compared

against the peak positions of a *simulated* far field (the existing

`fraunhofer_pattern` of a real grating aperture), which knows nothing about

the grating equation.

Returns a `table: order, sin_out, angle_deg` (NaN when

evanescent), `propagates`.

Raises `ValueError: non-positive pitch or wavelength; |sin_in| > 1`;

order 0 alone with no others (it is always the specular direction — allowed,

but a caller asking only for it probably meant something else); non-finite input.

该族通用的输入契约(fail-closed)

mathops 的每个算子都先校验输入再计算(不让任何东西无声通过):

• **complex 输入一律 ValueError** —— 强制转成 float64 会无声丢掉虚部(numpy 只发一个 ComplexWarning,然后返回一个「看着合理却是错的」实数)。请显式写出 .real/.imag/abs(),或改用支持复数的 complexops。

• **含被掩元素的 masked array 一律 ValueError** —— 拒绝「剥掉掩码直接使用下面原值」的隐式转换。请显式选择填充还是丢弃。

• **所有输入中的 NaN/Inf 一律 ValueError**(明确给出个数后拒绝 —— 它会污染整个结果)。

• 形状严格:不对 1-D 与 2-D 做隐式提升或广播(向量槽位收到矩阵、矩阵槽位收到向量都是 ValueError;请显式 reshape)。

• 尺寸上限:接受矩阵的算子与 stat_histogram 的 bins,超过 mathops.MAX_ELEMENTS(2^26 ≈ 6700 万个元素)即 ValueError。

详细使用指南

• math_metrology 族使用指南

参考(示例数据・文献)

• 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。

可运行的示例(实际调用该算子并已验证的样例)

• poc_beats_fringes_and_screens — py -3.11 examples/poc_beats_fringes_and_screens.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 `table` 作为输入)

dynsys_poincare_section

同类别(`wave`)

wave_membrane_mode · wave_mode_frequencies · wave_nodal_lines · wave_two_slit · wave_fringe_period

*Provenance: mathops.py — MATH 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*

wave_grating_orders — MATH wave op

用法