oct op• 資料種類:無 → table(僅由參數決定的運算子 —— 不接受影像或資料輸入)
• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.oct_bscan_simulate(sample2d=None, width_um=1500.0, n_columns=256, center_nm=840.0, bandwidth_nm=50.0, mode='sd', n_pixels=1024, wl_min_nm=None, wl_max_nm=None, spectrometer_fwhm_px=1.0, linewidth_nm=None, sweep_nonlinearity=0.0, photons_ref_per_pixel=20000.0, photons_mirror_per_pixel=None, eta=0.8, sigma_d=10.0, K=1.0, beam_waist_um=6.0, focus_um=None, illumination='point', focus_medium_index=1.5, oversample=4, noise=True, seed=0)(要直接呼叫實作,import octscan; octscan.oct_bscan_simulate(sample2d=None, width_um=1500.0, n_columns=256, center_nm=840.0, bandwidth_nm=50.0, mode='sd', n_pixels=1024, wl_min_nm=None, wl_max_nm=None, spectrometer_fwhm_px=1.0, linewidth_nm=None, sweep_nonlinearity=0.0, photons_ref_per_pixel=20000.0, photons_mirror_per_pixel=None, eta=0.8, sigma_d=10.0, K=1.0, beam_waist_um=6.0, focus_um=None, illumination='point', focus_medium_index=1.5, oversample=4, noise=True, seed=0);從台帳取用則 opsoptics.get("oct_bscan_simulate"))
在橫截面(sample2d)上橫向掃描得到的 B 掃描干涉光譜組(table)。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
sample2d = {"materials": [周囲, 層 1, …, 基板], "interfaces_um": [(W_fine,) の物理深さ, …] (上から、W_fine は任意の本数で横に線形補間。深さ 0 = 周囲の媒質の中の基準面)、"surface_um": 基準面の光路(参照腕との差、空気中 µm)、"scatter": [{"layer": i, "density_per_mm2", "amplitude"}] (断面内の点散乱体 —— 塗装の顔料・接着剤のフィラー)、
"inclusions": [{"x_um", "z_um", "radius_um", "material"}] (空洞・異物。上下の面で反射し、その下の界面の光路を変える)、"points": [{"x_um", "z_um", "amplitude"}] (置いた点散乱体 —— 横の点像の採点用)、"attenuation_per_mm": 層ごとの減衰}。省略時は段差を越えるコートの例。
各列: 細かい横の副標本(ビーム半径の 1/3 間隔)ごとに上から材料の区間を作り、境界 = 反射体、光路 = 材料ごとの距離。ビームの重み exp(−2(x − x')²/w(z)²)(往復、w(z) = w0 √(1 + (Δz/z_R)²))、
共焦点の結合: illumination="point" は (1 + u²)^(−1/2)、"line"(ライン照明、片方向だけ共焦点)は(1 + u²)^(−1/4)、u = (z − z_f)/z_R、z_R = π w0² n/λ0。ライン照明は 1 回で全列を撮る(走査の時間ずれなし)。
返り値: dict(kind="oct_bscan_spectra", spectra (W, N), wavelength_nm, k_rad_per_um, reference_spectrum, sample_only_spectrum(列ごとの試料腕だけ・雑音なし —— 自己相関のアーチファクトの素), x_um, truth={interfaces_um (n_if, W), inclusions}, settings)。
optics 的每個運算子都先檢驗輸入再計算(不讓任何東西無聲通過):
• 單位寫進參數名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不會當掉,而是給出「看似合理卻是錯的答案」,所以用命名來防。這裡絕不從數值大小去猜單位。
• 字串一律 ValueError —— float('50') 會成功,於是未解析的設定值會被當成長度混進來(實測:thin_lens('50', '200') 曾回傳看似合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隱式提升拒絕。
• complex / masked array 一律 ValueError(僅接受實數槽位;拒絕無聲丟棄虛部或剝掉遮罩)。所有輸入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。
• 逐項點名拒絕除零及其近親:焦距 0、曲率半徑 0、折射率 <= 0、全不透明光闌(全為 0,正規化變成 0/0)、總和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 向量、物體位於前焦點(像在無窮遠)。
• 只有兩個運算子會回傳非有限值,而且都寫進了契約:depth_of_field 在超焦距以外回傳 far_mm = inf(這正是超焦距的定義),gaussian_beam 在束腰處回傳 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半徑)。兩者都同時回傳一個有限的夥伴(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的無聲 NaN/Inf 都在內部檢出並 ValueError ——「float64 溢位了」和「答案是無窮大」是兩種不同的主張,不能拿後者的臉去交付前者。
• 尺寸上限:生成網格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,傳入的場/PSF/光闌受 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「小參數引發巨大內部配置」的路徑(實測:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。
• 物理上不可能的狀態同樣拒絕:偏振度 > 1 的 Stokes 向量、負穿透率、負強度、n-|m| 為奇數等非法 Zernike 指標。
• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。
• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。
• 演算法的正典(作者、年份)與用途見上面的族使用指南。
• poc_industrial_oct — py -3.11 examples/poc_industrial_oct.py
table 作為輸入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
oct)oct_design · oct_dispersion_broadening · oct_interferogram · oct_from_spectra · oct_k_linearize · oct_dispersion_estimate · oct_dispersion_compensate · oct_ascan
*Provenance: octscan.py — OPTICS 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*
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