fullseye

oct_dispersion_broadening — OPTICS oct 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.oct_dispersion_broadening(material='SILICA', length_mm=10.0, center_nm=840.0, bandwidth_nm=50.0) (実装を直接呼ぶなら import octscan; octscan.oct_dispersion_broadening(material='SILICA', length_mm=10.0, center_nm=840.0, bandwidth_nm=50.0)、台帳から引くなら opsoptics.get("oct_dispersion_broadening"))

使い方

試料腕だけにある材料(長さ L、往復)の分散の不一致で A スキャンのピークが何倍に広がるか(table、閉形式)。

往復の位相 φ(k) = 2 L k (n(k) − n_g(k0))(群遅延は参照腕で合わせた前提)を k0 で展開し、 φ₂ = 2L d²(nk)/dk²、φ₃ = 2L d³(nk)/dk³。ガウス光源(パワーの標準偏差 σ = Δk/2.355)の包絡は √(1 + σ⁴ φ₂²) 倍に広がる(2 次まで厳密、3 次は非対称な裾)。数値補償の係数は a2 = φ₂/2 [µm²]、 a3 = φ₃/6 [µm³] で、展開の中心は k0 = 2π/λ0(k_center)—— oct_dispersion_compensate / oct_ascan には a2・a3 と同じ k_center を渡す(中心がずれると a2 が 3 a3 δk だけ変わる)。層そのものの分散(厚い樹脂の底の界面が 広がる)も同じ式で、L に層の厚さを入れる。

返り値: dict(kind=”oct_dispersion”, phi2_um2, phi3_um3, a2, a3, broadening, group_index, gvd_fs2_per_mm)。

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_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_interferogram · oct_bscan_simulate · oct_from_spectra · oct_k_linearize · oct_dispersion_estimate · oct_dispersion_compensate · oct_ascan

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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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