tem op• Datenarten: image2d → image2d
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.tem_image_weak_phase(potential, pixel_A=1.0, kv=300.0, cs_mm=2.7, defocus_A=10000.0, astig_A=0.0, astig_angle_deg=None, amplitude_contrast=0.07, phase_shift_deg=0.0, alpha_mrad=0.0, focal_spread_A=0.0, aperture_A_inv=None, mode='linear', dose_e_per_A2=None, seed=0) (die Implementierung direkt: import temsim; temsim.tem_image_weak_phase(potential, pixel_A=1.0, kv=300.0, cs_mm=2.7, defocus_A=10000.0, astig_A=0.0, astig_angle_deg=None, amplitude_contrast=0.07, phase_shift_deg=0.0, alpha_mrad=0.0, focal_spread_A=0.0, aperture_A_inv=None, mode='linear', dose_e_per_A2=None, seed=0); aus dem Register: opsoptics.get("tem_image_weak_phase"))
TEM-Hellfeldbild (Intensität mit Mittelwert 1, image2d) aus einem projizierten Potential v_z in V Å.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
mode="linear": 弱位相物体近似 I = 1 + 2 F⁻¹[ F(σ v_z) · CTF · E ] / √(1 − w²)(位相が 1 rad より十分小さいとき)。mode="coherent": 透過関数 exp(iσ v_z − a σ v_z)(a = w / √(1 − w²))を coherent.coherent_image に瞳 = 開口 × e^{iχ} × 包絡(準コヒーレント)で渡す —— 位相が大きいと線形の像からずれる(その差が弱位相近似の誤差)。aperture_A_inv は対物絞りの半径 [Å⁻¹] (None = 無し)。dose_e_per_A2 を与えると画素あたり dose × 画素面積 の電子の Poisson 雑音を足し、平均 1 に戻して返す(seed で決まる)。
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_tem_ctf_thon_rings — py -3.11 examples/poc_tem_ctf_thon_rings.py
image2d als Eingabe)fraunhofer_pattern · pupil_psf · pupil_blur · psf_to_mtf · edge_spread · veiling_glare_index · emva_pair_statistics · emva_defect_pixels
tem)tem_wavelength · tem_scherzer · tem_ctf · tem_ctf_profile · tem_projected_potential · tem_amorphous_film · tem_multislice · tem_power_spectrum
*Provenance: temsim.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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