fullseye

moire_differential_shift — OPTICS moire_align op

• データ種: なし → table(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.moire_differential_shift(phase_a=0.3, phase_b=-0.3, phase_ref_a=0.0, phase_ref_b=0.0, p_mask_um=2.0, p_wafer_um=2.04, moving='wafer') (実装を直接呼ぶなら import moirealign; moirealign.moire_differential_shift(phase_a=0.3, phase_b=-0.3, phase_ref_a=0.0, phase_ref_b=0.0, p_mask_um=2.0, p_wafer_um=2.04, moving='wafer')、台帳から引くなら opsoptics.get("moire_differential_shift"))

使い方

逆向きのピッチ差の 2 対(A = (p_m, p_w)、B = (p_w, p_m))から、共通の誤差を消したずれを読む。

ずれ δ では 2 つの縞が逆向きに動き(dφ_A/dδ と dφ_B/dδ の符号が逆)、マーク全体がカメラに対して s 動くと 同じ向きに同じ量(−2π|f|s)動く。だから δ = wrap(Δφ_A − Δφ_B) / (g_A − g_B)、 共通 = Δφ_A − g_A δ で、像の流れ・ステージの振動・カメラの倍率(どちらの縞にも同じに効く分)は δ から消える。 捕捉範囲は 2π/|g_A − g_B| = p_m p_w / (p_m + p_w)(単一の対のおよそ半分)。

返り値: dict(shift_nm, common_phase_rad, drift_nm(共通の位相を像の流れに換算)、ambiguity_nm, single_a_nm / single_b_nm(各対だけで読んだ場合 —— 共通の誤差がそのまま乗る))。 Raises ValueError: 位相が有限でない、同じピッチ、綴り違い。

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-

  m

  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_moire_alignment — py -3.11 examples/poc_moire_alignment.py
• poc_moire_screen — py -3.11 examples/poc_moire_screen.py

型が繋がる次の op(table を入力に取れる)

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

同カテゴリ(moire_align)

moire_magnification · moire_talbot_gap · moire_overlay_image · moire_phase · moire_phase_to_shift · moire_mark_read · moire_phase_crlb

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Provenance: moirealign.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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