light_section 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.light_section_speckle_floor(wavelength_um=0.65, sin_u_obs=0.1, sin_theta=0.5, line_width_um=40.0, pixel_um=1.0, length_um=None, method='centroid', n_trials=12, n_columns=1024, n_rows=160, n_patterns=1, polarizations=1, noise_rel=0.0, pixel_oversample=2, seed=0, center_kw=None, smooth_surface=False)(要直接调用实现,import lightsection; lightsection.light_section_speckle_floor(wavelength_um=0.65, sin_u_obs=0.1, sin_theta=0.5, line_width_um=40.0, pixel_um=1.0, length_um=None, method='centroid', n_trials=12, n_columns=1024, n_rows=160, n_patterns=1, polarizations=1, noise_rel=0.0, pixel_oversample=2, seed=0, center_kw=None, smooth_surface=False);从台账取用则 opsoptics.get("light_section_speckle_floor"))
• GPU:无(仅 CPU 参考实现)
并列给出光切断高度的散斑下限的仿真值与闭式解(table)。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
シミュ: coherent.laser_line_coherent で粗面のスペックル込みの光条を n_trials 枚(高さは乱数、部品ごとに別の位相スクリーン)描き、method の中心抽出で列ごとの中心を取り、長さ length_um(既定 = 光条の幅)ごとに平均して高さに直す(z = Δrow · pixel / sin θ、coherent の三角測量の約束)。真の高さとの差の標準偏差が sim_delta_z_um(95 % の χ² 区間つき)。
閉形式: δz = C λ / (2π sin u_obs sin θ) · √(w/L)、C = 1/√(n_patterns · polarizations) (coherent.speckle_reduction)。読み出し雑音 noise_rel(光条の頂の平均に対する比)は
シミュに入り、閉形式の側は light_section_uncertainty_budget の雑音の項と合わせて closed_form_total_um に入る。
Simulates n_trials speckled lines with coherent.laser_line_coherent, extracts the centre per column with method, averages over length_um (default = the line width) and converts to height (z = Δrow · pixel / sin θ). Returns the simulated standard deviation (with its χ² 95 % interval), the Dorsch closed form, their ratio, and the additive-noise term. smooth_surface=True renders a mirror-smooth part (phase 0: no speckle, contrast 0) so that only noise_rel is left — the gate for the budget's read-noise term. center_kw overrides the estimator's settings (defaults: centroid over the whole column without clipping; gauss with half_window = the line's 1/e² half-width in pixels; steger with sigma = w/(pixel·√3)). ★Columns within one block share speckle; blocks are treated as independent samples (the χ² interval assumes that). ★The 2π constant is from the open-access Ettl et al. 2014, which cites Dorsch et al. 1994; the primary text was not read.
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。
• poc_light_section_step_weld_floor — py -3.11 examples/poc_light_section_step_weld_floor.py
table 作为输入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
light_section)laser_line_center_centroid · laser_line_center_gauss · laser_line_center_steger · light_section_rig · light_section_targets · light_section_render · light_plane_calibrate · light_section_profile
*Provenance: lightsection.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)。*
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