oct_from_spectra — OPTICS `oct` op

• 資料種類:matrix × signal → table

• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.oct_from_spectra(spectra, wavelength_nm, reference_spectrum=None, dark=None, center_nm=None, bandwidth_nm=None, x_um=None)(要直接呼叫實作,import octscan; octscan.oct_from_spectra(spectra, wavelength_nm, reference_spectrum=None, dark=None, center_nm=None, bandwidth_nm=None, x_um=None);從台帳取用則 opsoptics.get("oct_from_spectra"))

用法

把儀器記錄的原始光譜轉成本族 op 讀取的表(matrix → table),是實機與公開資料的入口。

> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。

spectra: (N,) の 1 本、または (W, N) の束(行 = A ライン)。wavelength_nm: (N,) の画素ごとの波長(分光器の較正。等間隔でなくてよい —— oct_k_linearize が k 等間隔に並べ直す)。reference_spectrum:

参照腕だけで測ったスペクトル(無ければ oct_ascan で dc="mean" か "smooth" を使う)。dark:

暗時の値(数か (N,))を全部から引く。center_nm / bandwidth_nm: 光源の公称値(軸分解能の基準と群屈折率の評価波長に使う。省略時はスペクトルの重心と RMS 幅から 2.355σ で推定)。

返り値: 1 本なら kind="oct_interferogram"、束なら kind="oct_bscan_spectra"。空(A ライン 0 本)・値が有限でない・波長が単調でない・長さが合わないときは拒否。

該族通用的輸入契約(fail-closed)

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。

詳細使用指南

• optics_imaging 族使用指南

參考(範例資料、文獻)

• 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。

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

• poc_industrial_oct — py -3.11 examples/poc_industrial_oct.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 `table` 作為輸入)

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

同類別(`oct`)

oct_design · oct_dispersion_broadening · oct_interferogram · oct_bscan_simulate · 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)。*

oct_from_spectra — OPTICS oct op

用法