fullseye

laser_line_coherent — OPTICS `coherent` op

データ種: なし → image2d(引数だけで決まる op —— 画像やデータの入力を取らない)
呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.laser_line_coherent(shape=(96, 512), wavelength_um=0.65, sin_u_obs=0.05, pixel_um=2.0, line_width_um=20.0, height_um=20.0, sin_theta=0.5, row0=None, polarizations=1, n_patterns=1, pixel_oversample=2, roughness_rad=None, noise=0.0, seed=0, noise_seed=None) (実装を直接呼ぶなら import coherent; coherent.laser_line_coherent(shape=(96, 512), wavelength_um=0.65, sin_u_obs=0.05, pixel_um=2.0, line_width_um=20.0, height_um=20.0, sin_theta=0.5, row0=None, polarizations=1, n_patterns=1, pixel_oversample=2, roughness_rad=None, noise=0.0, seed=0, noise_seed=None)、台帳から引くなら opsoptics.get("laser_line_coherent"))

使い方

A sheet-of-light laser line on a rough surface, imaged with its speckle (image2d).

Object-side coordinates, magnification 1: one output pixel covers pixel_um on the part. The line is a Gaussian band along the columns, intensity 1/e² half-width line_width_um (as seen by the camera), centred on the row row0 + height_um · sin_theta / pixel_um (height_um a number or one value per column, default 20 µm so that sin_theta acts on the default call; row0 defaults to the middle row) — the triangulation shift. Its amplitude multiplies a random phase screen fixed to the part (seed), the field passes the observation pupil sin_u_obs (cut-off sin_u/λ), and the intensity is integrated over each pixel (pixel_oversample). polarizations × n_patterns independent patterns are averaged (a moving diffuser / several wavelengths). noise adds Gaussian read noise of that standard deviation relative to the line’s peak mean intensity (seeded by noise_seed, so a static part with several noisy frames is same seed, different noise_seed). The mean peak intensity is 1.

The true centre row is returned implicitly by the formula above; see :func:triangulation_speckle_limit for the floor this sets. Limits: scalar, paraxial, in focus, no foreshortening of the line width with θ, no Scheimpflug, phase screen uncorrelated between fine samples.

ファミリ共通の入力契約(fail-closed)

optics の全 op は入力を検証してから計算する(黙って通さない):

単位は引数名に埋め込む — _mm / _um / _deg / _mrad。mm と µm の取り違えは crash ではなく「もっともらしく間違った答え」なので、名前で防ぐ。大きさから単位を推測する処理は一切しない。
文字列は ValueError — float('50') は成功してしまうため、未パースの設定値が長さとして通り抜ける(実測: thin_lens('50', '200') がもっともらしい 66.667 mm を返していた)。bool も True == 1 の暗黙昇格として拒否。
complex / masked array は ValueError(実数枠のみ。虚部の無言切り捨て・マスク剥がしを拒否)。NaN/Inf は全入力で ValueError。
0 除算とその親戚を名指しで拒否: 焦点距離 0・曲率半径 0・屈折率 <= 0・不透明な開口(全 0 なので正規化が 0/0)・総和 <= 0 の PSF・S0 = 0 の Stokes ベクトル・物体が前側焦点にある(像が無限遠)。
非有限を返すのは 2 op だけ、しかも契約として明記: depth_of_field の過焦点距離以遠の far_mm = inf(それが過焦点距離の定義)と gaussian_beam のウエストでの wavefront_radius_mm = inf(平面波面の曲率半径)。どちらも有限の相棒(far_is_infinite / curvature_per_mm)を併せて返す。それ以外の無言 NaN/Inf は内部で検出して ValueError —「float64 が溢れた」と「答えが無限大」は別の主張なので、後者の顔で前者を返さない。
サイズ上限: 生成格子は optics.MAX_GRID(4096)、供給された場/PSF/開口は optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24)、ABCD 素子列は optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024)、Zernike は MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25)。小さな引数から巨大な内部確保が起きる経路(実測: n_max=40 × 4096² で 108 GB)を fail-closed で塞ぐ。

物理的に不可能な状態も拒否: 偏光度 > 1 の Stokes ベクトル、負の透過率、負の強度、n-

が奇数などの不正な Zernike 添字。

詳しい使い方ガイド

optics_imaging ファミリガイド

参考(サンプルデータ・文献)

サンプルデータカタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。
演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。
アルゴリズムの正典(著者・年)と用途は上記ファミリ使い方ガイドに記載。

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

poc_laser_line_speckle_floor — py -3.11 examples/poc_laser_line_speckle_floor.py

型が繋がる次の op(`image2d` を入力に取れる)

fraunhofer_pattern · pupil_psf · pupil_blur · psf_to_mtf · edge_spread · veiling_glare_index · emva_pair_statistics · emva_defect_pixels

同カテゴリ(`coherent`)

coherent_image · speckle_field · speckle_statistics · triangulation_speckle_limit · speckle_reduction

Provenance: coherent.py — OPTICS operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。

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