fullseye

oct_ascan — OPTICS `oct` op

データ種: table → table
呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.oct_ascan(interferogram, window='hann', dc='reference', zero_pad=2, quadrature=None, a2=0.0, a3=0.0, k_center=None) (実装を直接呼ぶなら import octscan; octscan.oct_ascan(interferogram, window='hann', dc='reference', zero_pad=2, quadrature=None, a2=0.0, a3=0.0, k_center=None)、台帳から引くなら opsoptics.get("oct_ascan"))

使い方

k 等間隔の干渉スペクトル → A スキャン(深さ方向の反射の振幅、table)。

手順: DC 除去(dc: “reference” = 参照腕だけのスペクトルを引く / “reference+sample” = 試料腕だけも引く (自己相関のアーチファクトを消す)/ “mean”(束なら列の中央値)/ “smooth”(各スペクトルの緩やかな包絡 = 幅 N/80 のガウスの低域を引く。参照を測っていない記録向け)/ “none”)→ 窓(window)→ 分散補償(a2・a3、0 なら何もしない) → zero_pad 倍に詰めて FFT。深さ = 片道の光路(空気中 µm)z_j = π j/(N_pad δk)、範囲 z_max = π/(2δk)。

実数のスペクトルは ±z が区別できない(鏡像: 参照腕より手前の面は同じ深さに折り返して見える)ので正の側だけを返す。quadrature に参照腕の位相を π/2 ずらしたスペクトル(同じ表の形)を渡すと複素のスペクトル I₀ + i I_{π/2} を組み、両側(−z_max〜+z_max)を返す(full range)。分散補償を掛けたスペクトル(複素、oct_dispersion_compensate の出力)は片側。

返り値: dict(kind=”oct_ascan”, z_um, amplitude(|A|)、db(20 log10 |A|)、noise_sigma(|A|² の中央値から推定した雑音の rms、信号が深さの一部しか占めない前提)、snr_db(最大ピーク)、z_max_um、center_nm、 bandwidth_nm、two_sided)。

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_industrial_oct — py -3.11 examples/poc_industrial_oct.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(`oct`)

oct_design · oct_dispersion_broadening · oct_interferogram · oct_bscan_simulate · oct_from_spectra · oct_k_linearize · oct_dispersion_estimate · oct_dispersion_compensate

Provenance: octscan.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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