fullseye

moire_talbot_gap — 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_talbot_gap(p_mask_um=2.0, wavelength_um=0.55, gap_um=10.0, duty=0.5, samples=512) (実装を直接呼ぶなら import moirealign; moirealign.moire_talbot_gap(p_mask_um=2.0, wavelength_um=0.55, gap_um=10.0, duty=0.5, samples=512)、台帳から引くなら opsoptics.get("moire_talbot_gap"))

使い方

近接ギャップの Talbot 効果: マスクの格子の像が、ギャップの先でどれだけ・どちらの符号で残るか。

近接露光ではマスクとウェハの間にギャップ g があり、マスクの格子を通った光はウェハに届くまでに回折する。縞の振幅はマスクの像の基本波(1/p の成分)に比例するので、その振幅の gap = 0 に対する比を返す。対称な格子ではこの比は実数で、ギャップによって符号が反転する(反転 = 縞が半周期ずれる = 読みが p/2 跳ぶ)。 Talbot 長 z_T = 2p²/λ(近軸)で像は元に戻り、z_T/2 で半周期ずれた像になる。伝搬は optics.angular_spectrum_propagate(近軸近似を使わない)なので、z_T は近軸の値からわずかにずれる。

返り値: dict(contrast_ratio(符号つき)、phase_rad(0 か π)、talbot_length_um(近軸 2p²/λ)、 fundamental(複素の基本波係数)、fundamental_at_contact)。 Raises ValueError: 正でないピッチ・波長、負のギャップ、duty が (0, 1) の外、p < λ(伝搬する回折次数が無い)。

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-

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_overlay_image · moire_phase · moire_phase_to_shift · moire_differential_shift · moire_mark_read · moire_phase_crlb

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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