FIT2D簡明使用手冊剖析

1、FIT2D簡明使用手冊FIT2D是由ESRF(EuropeanSynchrotronRadiationFacility)工作人員編寫的一款軟件，其功能較為豐富，本文僅就其小角散射部分進行介紹。啟動和運行本軟件無需安裝和注冊，直接在FIT2D文件夾下雙擊fit2d.exe文件即可開始運行，其界面包括文本窗口和圖形窗口：圖1：文本窗口圖2：圖形窗口EBP在圖形窗口下單擊IACCEPT，進入程序初始化設(shè)置界面:LightGraphicsVindovDIMENSIONSOFPROGRAMARRAY：(needtobebigenoughtostoreandworkondata)FIRSTDIMENSIO

2、NOF2500ARRAYSSECONDDIMENSIONOFARRAYS2500CREATEMEMORYARRAYSYESCREATEVARIANCEARRAYSNO卩CANCELHELPO.K.?VALUES|匚DESCRIPTIONSINFOHANGEDIMENSIONDIMENSION.IEMjEY圖3:初始化界面單擊X-DIMENSION按鈕可對X軸初始長度進行設(shè)置，同樣可設(shè)置Y軸，注意如果設(shè)置值小于載入圖像的尺度，圖像將不能完全顯示。MEMORY按鈕用于為程序分配內(nèi)存，如果設(shè)定為NO,則程序?qū)⒉环峙湔加脙?nèi)存序列。通常設(shè)定為YES。VARIANCE按鈕將使程序占用雙倍內(nèi)存，通常設(shè)定為N

3、O,僅當某些數(shù)據(jù)分析出錯時開啟。設(shè)置完畢后，單擊OK,進入主菜單：圖4:主菜單小角散射分析在主菜單下單擊SAXS/GISAXS選項，進入小角散射數(shù)據(jù)分析界面（可以看出，此部分程序是由粉末衍射程序移植而來）。點擊INPUT鍵，輸入文件：圖5：小角散射圖6：文件的讀入路徑的默認值是在FIT2D文件夾下，左側(cè)窗口可選擇上一層或下一層文件夾，右側(cè)顯示文件名。注意：所有操作均為單擊，與通常windows習慣不同圖7：示例（衍射圖）文件打開后程序界面如圖7所示，其主要功能均以下方按鍵形式定義，下文將主要介紹兩種數(shù)據(jù)采集模式。確定光束線中心點點擊BEAMCENTER，進入子菜單。圖8：BEAMCENTER本

4、軟件提供的定位方法包括2維高斯擬合、平均值定位、圓環(huán)定位、橢圓環(huán)定位等常用的是2維高斯擬合，首先點擊2DGAUSSIANFIT：圖9：選擇束線中心根據(jù)圖形概略的選擇束線中心的位置，注意不能偏差太多。圖10：得到光束線中心計算完畢，自動退回到小角散射界面。求解光束線中心是一項重要的準備工作，下文將要介紹的兩種數(shù)據(jù)采集模式都需要確定光束線中心。PROJECTION模式在此模式下，程序?qū)⑻崛〗?jīng)過中心的狹長條型區(qū)域內(nèi)的像素，并得到徑向上的強度變化曲線。首先點擊菜單中的PROJECTION,依據(jù)程序提示，選擇積分區(qū)的終點。圖11：選取積分區(qū)長度確定積分區(qū)長度后，依系統(tǒng)提示在積分線兩側(cè)各取一點，確定積分區(qū)

5、寬度。圖12：選取積分區(qū)寬度積分區(qū)完全確定后，按YES繼續(xù)。圖13：積分區(qū)確定輸入實驗設(shè)備數(shù)據(jù)：包括像素元大小、樣品到成像板距離、光束的波長、中心位置傾斜修正等，可點擊相應(yīng)按鍵進行更改：FIT2DGRAPHICSVIHDOT匚|戸|岡EXPERIMENTALGEOMETRYCONTROLFORMO.K.(TEAnCEL廠？廠HELPINTODESCRIPTIONSVALUESCHANGESIZEOFHORIZONTALPIXELS(MICRONS)150.0000X-PEELSIZESIZEOFVERTICALPIXELS(MICRONS)150.0000Y-PIXELSIZESAMPLETO

6、DETECTORDISTANCE(MM)200.0000DISTANCEWAVELENGTH(ANGSTROMS)1.540000WAVELENGTHX-PIXELCOORDINATEOFDIRECTBEAM1149.640X-BEAMCENTREY-PIXELCOORDINATEOFDIRECTBEAM1150.518Y-BEANCENTREROTATIONANGLEOFTILTINGPLANE(DEGREES)0.0TUTROTATIONANGLEOFDETECTORTILTINPLANE(DEGREES)0.0ANGLEOFTILTClickonvariabletochange,orO.

7、K.圖14：輸入實驗設(shè)備數(shù)據(jù)選擇掃描方式（可以有q值、20角、半徑R等不同表示法）、是否歸一化、幾何校正等：PROJECTION1-DSCANCONTROLFORMFIT2DGRAPHICS1I1TO0IB-CANCLJ!iSCA：2-4TYPE(D,RADIAL,HETA,Q-SPACE)Q-SPACEOUTPNJTSUMMATION(NO)RMALISATION)NOCORRE(1/TFORGEOMETRICAL；o$*3(o)EFFECTYESMAXINSC/UMFORD-SPACINGSNS(ANGSTROMS)20.00000D耳SCRIPTIONS圖15：掃描方式最后，確認輸出數(shù)據(jù)

8、的位寬：FIT2DGRAPHICSTIBDOVB0OUTPUTBINSIZECONTROLFORMO.K.|CANCELJ?HELPINFODESCRIPTICJNSVALUES|CHANGE圖16：輸出位寬點擊OK后，運算開始。正常情況下，僅需數(shù)秒即可得到結(jié)果。運算結(jié)束后下方菜單自動跳轉(zhuǎn)回小角散射界面。圖17：計算完畢結(jié)果輸出點擊OUTPUT按鈕將計算所得結(jié)果輸出為文件。FIT2D提供了數(shù)種不同的數(shù)據(jù)輸出格式，包括二進制文件、*.chi、*.cif等文件格式可供選擇：圖18：文件類型選擇我們在這里選擇CHIPOLT格式，因為它可以比較方便的使用windows自帶的記事本進行編輯。首先點擊CH

9、IPLOT,設(shè)定輸出參數(shù):圖19：輸出參數(shù)設(shè)定點擊FILENAME可定義輸出文件名及路徑，下方的三個按鈕用于定義輸出的格式:行數(shù)或者列數(shù)。存儲后的文件用記事本打開如下：圖20：atest.chi可以看到最上一行表明了原始數(shù)據(jù)文件的位置和名稱，以及數(shù)據(jù)表達的內(nèi)容（q空間）縱列共有2126行，左側(cè)為q坐標，右側(cè)為強度值。CAKE模式在此模式下，程序?qū)⑻崛∫怨馐€中心為圓心的扇形環(huán)區(qū)域的數(shù)據(jù)，并經(jīng)積分得到徑向強度的變化。首先，輸入文件后，在小角散射界面下點擊CAKE：圖21：CAKE下面進入了光束線中心子菜單，如果光束線中心已確定而且不需更改，可以點NOCHANGE跳過：圖22：確認光束線選擇扇形的

10、起止角度，鼠標單擊即可（默認的起點為0度，終點為360度）：圖23：選擇起始角選擇徑向起點（默認值為光束線中心）：圖24：選擇積分內(nèi)限最后選擇徑向終點：KEYBOARDTWOCLICKCANCEL圖25：選擇積分外限點擊INTEGRATE即可進入積分運算，在進入下一步之前，仍可對已設(shè)定的諸參數(shù)進行更改：圖26：點擊INTEGRATE下一步輸入的是實驗設(shè)備數(shù)據(jù)：包括像素元大小、樣品到成像板距離、光束的波長、中心位置、傾斜修正等，界面與PROJECTION模式下完全相同。最后再一次確定積分區(qū)間，以及掃描方式（q值、20角、半徑R等不同表示法）、是否需要歸一化、偏振因子修正、幾何校正等：FIT2DG

11、RAPHICSIIHDO1O.K.TYPEOFAZIMUTH/RADIALOR2-THETATRANSFORMATIONHCANCELHELPINFODESCRIPTIONSVALUESCHANGESTARTINGAZIMUTHANGLE(DEGREES)117.9644STARTAZIMUTHENDAZIMUTHANGLE(DEGREES)56.65895ZNDAZIMUTHINNERRADIALLIMIT226.7943DfNZKJtADIUSOUTERRADIALLIMIT(PIXELS)1122.439OUTERKADIUSSCANTYPE(RADIAL.C匸2-THETA.Q-SPA

12、CE)NUMBEROFAZIMUTHALBINS61AZIMUTHBUYSNUMBEROFRADIAL/2-THETABINS896KADIALBINSINTENSITYCONSERVATIONNOCOHSZJiVEDn.APPLYPOLAMSAHONCORRECTIONYESPOLAMSAnOHPOLARISATIONFACTOR0.990000FACTORMAXIMUMFORD-SPACINGS20.00000MAXD-3PACIWGGEOMETRICALCORRECnONTOINTENSITIESYESGEOMETRYCOR.Clickonvariabletochange,orO.K.一切就緒后被展開為矩形：圖27：積分選項點擊OK開始計算。結(jié)果以2維圖形顯示。可以看出原本為扇形的區(qū)域EXITINTEGRATEINNERRADIUSZOOMIN?ENDAZIMUTHOUTERRADIUSZ-SCALINGHELPEXCHANGESTARTAZIMUTHMASKBEAMCENTREFULLUN-ZOOMASPECTRATIO圖28：結(jié)果如果要得到一維的徑向強度變化，可以在積分