light_section 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.light_section_uncertainty_budget(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, n_patterns=1, polarizations=1, noise_rel=0.0, peak_dn=None, window_rows=160, calib_rms_um=0.0, calib_dof=inf, speckle_contrast=None) (die Implementierung direkt: import lightsection; lightsection.light_section_uncertainty_budget(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, n_patterns=1, polarizations=1, noise_rel=0.0, peak_dn=None, window_rows=160, calib_rms_um=0.0, calib_dof=inf, speckle_contrast=None); aus dem Register: opsoptics.get("light_section_uncertainty_budget"))
• GPU: nein (nur CPU-Referenzimplementierung)
Unsicherheitsbudget einer Lichtschnitt-Höhe als GUM-Tabelle (table).
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
成分(行)/ components:
• speckle: u = C λ / (2π sin u_obs) · √(w/L) [µm、観察面の横ずれ]、感度 1/sin θ。
• read_noise: 列全体の重心に加法の白色雑音(頂に対する比 noise_rel、peak_dn を与えれば量子化 1/12 LSB² も)が入れる分散を線形化した閉形式 Σ (y − y0)² / (Σ I)² · σ²、L / pixel 列の平均で割る。単位は µm、感度 1/sin θ。
• calibration: 光面の校正の残差 calib_rms_um、感度 1、自由度 calib_dof。
列は source / u / sensitivity / dof / delta_z_um(= |c|·u)で、spc.gum_propagate / spc.gum_expanded にそのまま渡せる(相関なしを仮定)。combined_u_z_um(二乗和の平方根)と dominant(最大の成分)も返す。
★The read-noise term is the linearised variance of the whole-column centroid (the estimator
of laser_line_center_centroid with half_window=None over window_rows rows); other estimators have other noise gains. speckle_contrast overrides the contrast (default 1/√(n_patterns · polarizations), fully developed speckle; 0 = a smooth surface). The √(w/L) speckle averaging is a measured rule (see coherent), not part of Dorsch's closed form.
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.
• poc_light_section_step_weld_floor — py -3.11 examples/poc_light_section_step_weld_floor.py
table als Eingabe)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 Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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