oct_ascan — OPTICS `oct` op

• Datenarten: table → table

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.oct_ascan(interferogram, window='hann', dc='reference', zero_pad=2, quadrature=None, a2=0.0, a3=0.0, k_center=None) (die Implementierung direkt: import octscan; octscan.oct_ascan(interferogram, window='hann', dc='reference', zero_pad=2, quadrature=None, a2=0.0, a3=0.0, k_center=None); aus dem Register: opsoptics.get("oct_ascan"))

Verwendung

k-lineares spektrales Interferogramm → A-Scan (Reflexionsamplitude über der Tiefe, table).

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

手順: DC 除去(dc: "reference" = 参照腕だけのスペクトルを引く / "reference+sample" = 試料腕だけも引く(自己相関のアーチファクトを消す)/ "mean"(束なら列の中央値)/ "smooth"(各スペクトルの緩やかな包絡 = 幅 N/80 のガウスの低域を引く。参照を測っていない記録向け)/ "none")→ 窓(window)→ 分散補償(a2・a3、0 なら何もしない) → zero_pad 倍に詰めて FFT。深さ = 片道の光路(空気中 µm)z_j = π j/(N_pad δk)、範囲 z_max = π/(2δk)。

実数のスペクトルは ±z が区別できない(鏡像: 参照腕より手前の面は同じ深さに折り返して見える)ので正の側だけを返す。quadrature に参照腕の位相を π/2 ずらしたスペクトル(同じ表の形)を渡すと複素のスペクトル I₀ + i I_{π/2} を組み、両側(−z_max〜+z_max)を返す(full range)。分散補償を掛けたスペクトル(複素、oct_dispersion_compensate の出力)は片側。

返り値: dict(kind="oct_ascan", z_um, amplitude(|A|)、db(20 log10 |A|)、noise_sigma(|A|² の中央値から推定した雑音の rms、信号が深さの一部しか占めない前提)、snr_db(最大ピーク)、z_max_um、center_nm、bandwidth_nm、two_sided)。

Familienweiter Eingabevertrag (fail-closed)

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|.

Ausführlicher Anwendungsleitfaden

• Leitfaden zur Familie optics_imaging

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• 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.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

• poc_industrial_oct — py -3.11 examples/poc_industrial_oct.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen `table` als Eingabe)

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

Gleiche Kategorie (`oct`)

oct_design · oct_dispersion_broadening · oct_interferogram · oct_bscan_simulate · oct_from_spectra · oct_k_linearize · oct_dispersion_estimate · oct_dispersion_compensate

*Provenance: octscan.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

oct_ascan — OPTICS oct op