oct op• Datenarten: keine → table (ein Operator, der allein durch seine Argumente bestimmt ist — er nimmt kein Bild und keine Daten entgegen)
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.oct_interferogram(sample=None, center_nm=840.0, bandwidth_nm=50.0, mode='sd', n_pixels=2048, wl_min_nm=None, wl_max_nm=None, spectrometer_fwhm_px=1.0, linewidth_nm=None, sweep_nonlinearity=0.0, source_spectrum=None, photons_ref_per_pixel=20000.0, photons_mirror_per_pixel=None, eta=0.8, sigma_d=10.0, K=1.0, full_well=None, quantize=False, reference_phase_rad=0.0, mismatch_material=None, mismatch_length_mm=0.0, focus_um=None, beam_waist_um=None, oversample=8, noise=True, seed=0, grid='lambda') (die Implementierung direkt: import octscan; octscan.oct_interferogram(sample=None, center_nm=840.0, bandwidth_nm=50.0, mode='sd', n_pixels=2048, wl_min_nm=None, wl_max_nm=None, spectrometer_fwhm_px=1.0, linewidth_nm=None, sweep_nonlinearity=0.0, source_spectrum=None, photons_ref_per_pixel=20000.0, photons_mirror_per_pixel=None, eta=0.8, sigma_d=10.0, K=1.0, full_well=None, quantize=False, reference_phase_rad=0.0, mismatch_material=None, mismatch_length_mm=0.0, focus_um=None, beam_waist_um=None, oversample=8, noise=True, seed=0, grid='lambda'); aus dem Register: opsoptics.get("oct_interferogram"))
Das spektrale Interferogramm einer OCT-Messung eines Schichtstapels (sample) (table).
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
sample = {"ambient": "air", "surface_um": 表面の光路(参照腕との差、空気中 µm、負なら鏡像の側),
"layers": [{"material", "thickness_um", "attenuation_per_mm"(強度の減衰係数 µ_t、往復で exp(−2µd)), "scatterers_per_mm"(層の中の点散乱体の密度)、"scatter_amplitude"(1 個の振幅反射率)}, …],
"substrate": 材料}。省略時は空気 / PMMA 25 µm / ポリカーボネート 40 µm / ガラス相当の基板。
場の和: E_s(k) = Σ_j r_j(k) T_j A_j exp(2ik Δ_j(k))、Δ_j(k) = surface + Σ_(上の層) n_i(k) d_i (位相屈折率で位相、群遅延は自然に出る)、r_j = (n_上 − n_下)/(n_上 + n_下)(各 k で)、T_j = Π(1 − r²)、A_j = exp(−Σ µ_i d_i)。参照光(振幅 1、位相 reference_phase_rad)と足して |E_r + s·E_s|² ×光源 S(k) (s² = photons_mirror/photons_ref)—— 相互相関・自己相関・DC が全部入る。
検出: mode="sd" は分光器(grid="lambda" = λ 等間隔の画素、"k" = k 等間隔の画素。画素の箱で積分 + 分解能 spectrometer_fwhm_px のガウス)、mode="ss" は時間等間隔の波長掃引(k(t) = k_lo + Δk (t + ε t(1−t))、ε = sweep_nonlinearity、瞬時線幅 linewidth_nm のガウス、各標本は瞬時の値 —— 画素の箱が無いので roll-off は線幅だけで決まる)。細かい等間隔 k(1 画素 oversample 点)で作ってから、分光器は画素の区間で積分、掃引は標本の k で読む。
雑音: ショット(電子の平方根)+ 読み出し σ_d e⁻、×K で DN、full_well で飽和、quantize で整数化。
分散の不一致: 試料腕だけに mismatch_material が mismatch_length_mm(群遅延は参照腕で合わせる)。
焦点: focus_um(物理深さ)と beam_waist_um を渡すと、共焦点の結合 (1 + ((z − z_f)/z_R)²)^(−1/2)。
返り値: dict(kind="oct_interferogram", spectrum (N,) DN, wavelength_nm, k_rad_per_um(画素の中心の真の k)、reference_spectrum(参照腕だけ・雑音なし)、sample_only_spectrum(試料腕だけ・雑音なし = 自己相関の素)、interfaces(真値: 物理深さ・群遅延の光路・反射率)、settings)。
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_industrial_oct — py -3.11 examples/poc_industrial_oct.py
table als Eingabe)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_bscan_simulate · oct_from_spectra · oct_k_linearize · oct_dispersion_estimate · oct_dispersion_compensate · oct_ascan
*Provenance: octscan.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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