tem op• 資料種類:image2d → image2d
• 呼叫: 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)(要直接呼叫實作,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);從台帳取用則 opsoptics.get("tem_image_weak_phase"))
由投影位勢 v_z(V Å)產生 TEM 明場像(平均為 1 的強度,image2d)。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
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)。
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_tem_ctf_thon_rings — py -3.11 examples/poc_tem_ctf_thon_rings.py
image2d 作為輸入)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 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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