oct 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.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)(要直接调用实现,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);从台账取用则 opsoptics.get("oct_bscan_simulate"))
在横截面(sample2d)上横向扫描得到的 B 扫描干涉光谱组(table)。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
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_industrial_oct — py -3.11 examples/poc_industrial_oct.py
table 作为输入)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 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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