# 2026-10-12_groovi_analiza

Analiza kontrasta med paralelno in zvito (twist) urejenimi kvadrati na 2x2 mrežah,
posnetih med prekrižanima polarizatorjema.

Vzorec: groovi, v = 10000 um/s
Posnetih je 5 slik, po ena za vsako moč laserja (lp = 25, 30, 35, 40 in 45 %).
Na vsaki sliki je 8 mrež z različno gostoto brazd,
pitch = 100, 200, ... 800 nm (indeks mreže 0..7).

V vsaki 2x2 mreži imata diagonalna para kvadratov različno ureditev,
zato sta med prekrižanima polarizatorjema dva kvadrata svetla in dva temna.
Merimo razmerje med njima.

## Metoda

Analiza je v `analyze.py`:

- mreže se izberejo interaktivno z vlečenjem pravokotnika, koordinate se shranijo v `rois.json` (region of interest)
- slika se linearizira iz sRGB v linearno intenziteto (JPEG je gama kodiran)
- vsak kvadrant se skrči na osrednjih 50 % (`--pad 0.25`), da robovi in prelivi ne vplivajo na meritev
- vrednost kvadranta je mediana lineariziranih pikslov (odporna na prah in praske)
- svetla vrednost = povprečje dveh najsvetlejših kvadrantov, temna = povprečje dveh najtemnejših
- Michelsonov kontrast `C = (Is - It) / (Is + It)`, razmerje `R = Is / It`
- rezultati gredo v `results.json` kot `results[lp][pitch]`

Mreže, kjer struktura sploh ni zapisana ali je uničena, so v `rois.json` označene z
`"missing": true`. Te niso izmerjene in jih ni na grafih.

## Rezultati

Michelsonov kontrast:

| pitch (nm) | lp 25 % | lp 30 % | lp 35 % | lp 40 % | lp 45 % |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 100 | 0.989 | 0.889 | 0.595 | 0.454 | 0.729 |
| 200 | - | 0.991 | 0.989 | 0.990 | 0.188 |
| 300 | 0.993 | 0.993 | 0.992 | 0.992 | 0.984 |
| 400 | - | 0.992 | 0.992 | 0.992 | 0.991 |
| 500 | - | - | 0.992 | 0.992 | 0.992 |
| 600 | - | 0.993 | 0.992 | 0.992 | 0.991 |
| 700 | - | - | - | 0.992 | 0.993 |
| 800 | - | 0.993 | - | 0.992 | 0.993 |

Razmerje svetlo/temno:

| pitch (nm) | lp 25 % | lp 30 % | lp 35 % | lp 40 % | lp 45 % |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 100 | 184.1 | 17.0 | 3.9 | 2.7 | 6.4 |
| 200 | - | 227.6 | 186.4 | 191.7 | 1.5 |
| 300 | 300.8 | 270.9 | 256.8 | 252.6 | 124.4 |
| 400 | - | 257.5 | 243.6 | 250.7 | 230.4 |
| 500 | - | - | 242.6 | 251.1 | 247.5 |
| 600 | - | 272.7 | 257.2 | 250.6 | 227.5 |
| 700 | - | - | - | 248.7 | 275.5 |
| 800 | - | 276.0 | - | 252.7 | 283.6 |

Oznaka `-` pomeni, da mreža manjka (ni zapisana ali je uničena) in ni bila izmerjena.
Pri nizki moči laserja manjka večina mrež: pri lp 25 % sta uporabni le dve od osmih,
pri lp 30 % in 35 % po šest od osmih.

## Ugotovitve

Pri pitchu 300 nm in več je kontrast povsod enak, `C` okoli 0.992 in `R` med 230 in 300.
Razlike med močmi laserja 25-45 % v tem območju ni: brazde urejajo enako dobro,
ne glede na to, s kolikšno močjo so bile zapisane.

<!-- Pri pitchu 100 nm urejanje odpove. Kontrast je nizek in nekonsistenten -->
<!-- (`R` med 2.7 in 6.4 pri lp 30-45 %), svetla in temna dvojica kvadratov pa -->
<!-- pogosto nista jasno ločeni. Pri tej gostoti so brazde pregoste, -->
<!-- da bi jih dvofotonska polimerizacija še ločeno zapisala. -->

<!-- Izstopata dve vrednosti: -->

<!-- - lp 25 %, pitch 100 nm: `C = 0.989`, `R = 184` - edini dober rezultat pri 100 nm, -->
<!--   a na tej sliki je uporabna le še ena mreža, zato ni zanesljiv. -->
<!-- - lp 45 %, pitch 200 nm: `C = 0.188`, `R = 1.5` - mreža je sicer vidna, -->
<!--   a kontrasta skoraj ni; verjetno lokalna napaka pri pisanju. -->

<!-- Pitch 200 nm sicer večinoma deluje (`C` okoli 0.99 pri lp 30-40 %), -->
<!-- a je prav tu edini popoln izpad, zato ga ne štejem med zanesljive. -->

<!-- Uporabno območje je torej pitch 300 nm ali več in moč laserja med 30 in 45 %. -->
<!-- V tem območju so vse izmerjene mreže enakovredne, `C` okoli 0.992. -->
<!-- Pri lp 25 % se večina struktur sploh ne zapiše (uporabni sta le dve mreži od osmih), -->
<!-- zato te moči ne priporočam, čeprav sta obe izmerjeni mreži dali dober kontrast. -->

## Omejitve meritve

Razmerje `R` se ustali okoli 250. Ta plato je najbrž določen s temnim nivojem kamere
in sipano svetlobo, ne z dejansko ekstinkcijo vzorca,
zato je prava vrednost `R` pri dobro urejenih mrežah lahko precej višja.
Temnega nivoja nismo odšteli.

Vsaka moč laserja je na svoji sliki, posnetki pa niso nujno enako osvetljeni,
zato je primerjava absolutnih vrednosti med slikami manj zanesljiva kot
primerjava med mrežami znotraj iste slike.

## Grafi

| | |
| --- | --- |
| <img src="contrast_michelson_vs_pitch.png" width="450"> | <img src="contrast_ratio_vs_pitch.png" width="450"> |
| <img src="contrast_michelson_vs_lp.png" width="450"> | <img src="contrast_ratio_vs_lp.png" width="450"> |

## Izmerjena območja

Rdeče so označene izmerjene mreže (zunanja črtkana obroba in štiri merilne škatle),
sivo tiste, ki manjkajo.

| lp | slika |
| --- | --- |
| 25 % | <img src="2026-03-16-groovi,v10000,lp25,z0.0,bot,cross_overlay.png" width="700"> |
| 30 % | <img src="2026-03-16-groovi,v10000,lp30,z0.0,bot,cross_overlay.png" width="700"> |
| 35 % | <img src="2026-03-16-groovi,v10000,lp35,z0.0,bot,cross_overlay.png" width="700"> |
| 40 % | <img src="2026-03-16-groovi,v10000,lp40,z0.0,bot,cross_overlay.png" width="700"> |
| 45 % | <img src="2026-03-16-groovi,v10000,lp45,z0.0,bot,cross_overlay.png" width="700"> |