FIT2D使用简介

FIT2D(ESRF)(V10.132)使用简介李志宏中国科学院高能物理研究所同步辐射实验室2008.7Fit2D.exe是免费公开的软件，可从ESRF的网页上下载:功能多。本文件目前仅介绍各向同性样品的小角X射线散射二维图像转换成一维数据的一种简单方法。使用者可以摸索其它使用方法。本文件所介绍的方法仅使用Fit2D完成image到data[相对位置(mm)上的强度(a.u.)]的转换，而不做其它任何计算。真正的散射矢量换算、标定、归一化、扣背底将用其它方法和软件（如s1、s2、s3、s4），依赖于应用标准样品对角度的标定或对能量和样品至探测器距离的标定。Fit2D+s1~s4的方案特别适合于用标样标定散射矢量的情形，甚至无需知道样品至探测器距离和X射线波长。根据实验需要，可选择把直通光和beamstop置于探测器中心或边上甚至是探测器外，本方案均适用。本方案还适当考虑了光斑不稳带来的中心移动问题。几个典型面探测器Mar345IPMar165CCDPilatus1MFActivearea:ϕ345mmϕ165mm169mm×179mmNumberofpixels:3450×34502048×2048981×1043Pixelsize:100μm79μm172μm软件启动点击fit2d.exe，将会出现图形界面窗口和DOS界面窗口。DOS界面显示实时运行数据，程序运行过程中不能关掉。点击IACCEPT设置图像显示范围点击X-DIMENSION输入3450(Mar345IP探测器)或2048(Mar165CCD探测器)或981(Pilatus1MF探测器)或其它数值以使图像能满幅显示为准回车或点击OK点击Y-DIMENSION输入3450(Mar345IP探测器)或2048(Mar165CCD探测器)或1043(Pilatus1MF探测器)或其它数值以使图像能满幅显示为准回车或点击OK点击OK载入图像点击SAXS/GISAXS点击INPUT点击UPDIR，再点相应的盘符和路径，直至找到数据文件目录。单击选定文件。Mar345成像板采集的原始数据文件后缀应为.mar3450;Mar165CCD采集的原始数据文件后缀需改为.tiff或.tif。如果选的图像显示范围为2048，则点击选中样品后会出现此窗口，然后点击OK。找光束中心点本方案只用本软件导出图像上相对位置对应的强度，不要求在Fit2D里准确找出光束中心，实际上也难以找准，重复性较差，只找出或命名个相对中心点就可以了。真正的角度换算或标定将用其它方法和软件。（下面将要介绍的方法2或方法3更适合于本方案）找光束中心点方法1：环形法单击ZOOMIN用鼠标围绕图像画个方框，然后左击鼠标即可放大方框内图像以便下一步找中心。点击Z-SCALING连续点击-MAXIMUM调整图像亮度及对比度并放大图像直至图像粉红色内环超过beamstop.点击EXIT点击BEAMCENTRE点击CIRCLECOORDINATES用鼠标沿粉红角内环画若干个点点击此黄色区域显示出Beam/symmetrycentre记下DOS窗口中显示的Beam/symmetrycentre(pixels)坐标如(1649.261,1553.760)连续点击UN-ZOOM至图像显示范围还原至原来的值如3450(Mar345IP)或2048(Mar165CCD)图像显示范围回到原来值即可。要想图像显示也回到初始状态，那就得记住点了多少下“-MAXIMUM”，然后再点多少下“+MAXIMUM”才行。找光束中心点方法二：直接输入法(直接输入直通光中心点的坐标，通过算出直通光斑“重心”的坐标或读出直通光斑最强点的坐标得出，并注意坐标在探测器和Fit2D里的换算）方法二：直接输入法(1)KEYBOARD法点击BEAMCENTRE点击KEYBOARD输入中心点的X坐标像素值(比如991)(Mar165CCD和Fit2D里的像素X坐标均是从左到右逐渐增大)，然后回车或点击OK。输入中心点的Y坐标像素值(比如1021)(Mar165CCD和Fit2D里的像素Y坐标方向正好相反，注意变换)，然后回车或点击OK。中心点出现点击PROJECTION方法二：直接输入法(2)GRAPHICALCOORDINATE法点击BEAMCENTRE点击GRAPHICALCOORDINATE点击KEYBOARD输入中心点的X坐标像素值(比如965)(Mar165CCD和Fit2D里的像素X坐标均是从左到右逐渐增大)，然后回车或点击OK。输入中心点的Y坐标像素值(比如947)(Mar165CCD和Fit2D里的像素Y坐标方向正好相反，注意变换)，然后回车或点击OK。中心点出现。左上角显示中心点坐标及强度。找光束中心点方法三：直接点击法点击BEAMCENTRE点击GRAPHICALCOORDINATE用鼠标直接点击beamstop或光束的中心点（近似估计）对于beamstop或直通光中心明显偏离探测器中心的图像，如还选择中心点于beamstop或光束中心上，则有可能使随后导出的有效数据不全，甚至可能含有好多零强度点数据。此时应该把中心点定于大概通过整幅图像中心的横线与通过beamstop或光束中心的纵线的交点上(KEYBOARD输入法或直接点击法)。为看清图像，可以通过如下操作：(1)点击Z-SCAING(2)点击-MAXIMUM若干次至看清图像为止(3)点击EXIT(4)点击BEAMCENTRE(5)点击GRAPHICALCOORDINATE(6)用KEYBOARD输入法或直接点击法确定中心点。对于beamstop和直通光没有出现在探测图像里的情形，没法也没必要找中心，只需根据图像的对称程度，采用前面介绍的直接点击法，从而导出相对位置对应的强度数据，然后用其它程序完成标定。确定图像矩形积分区域同步辐射光斑一般水平尺寸大于垂直尺寸，两方向的发散度也不一样，采集的图像在垂直和水平方向上分布“不均”、“权重”不等。所以通常选择空间分辨率较高的在垂直方向上的图像进行转换。理论上通过光束中心点的一条垂直线上的数据在角度上最为准确。但其统计性较差，选择一定宽度的矩形图像区域进行积分，是提高数据统计性的方法之一。其它积分方法请读者自行尝试。点击PROJECTION沿通过中心的垂直直方向滑动鼠标至欲积分取值的图像的垂直范围(一般应覆盖整个图像，不超出探测器感光面的范围)!注意此时不点鼠标记下左上角显示的纵坐标Y值(如464)点击KEYBOARD在左下角输入前面记下的Beam/symmetrycentre的横坐标(pixels，如1649.261)，然后回车或点击OK。在左下角输入前面记下的欲积分取值的图像的垂直范围的纵坐标(如464)，然后回车或点击OK。点击KEYBOARD。然后准备输入矩形积分区域的下端两个顶点的坐标，矩形积分区域以前面找出的Beam/symmetrycentre为中心，宽度不宜太宽(一般2-6pixels,最好别超过10pixels)。在左下角输入矩形积分区域的左下顶点的横坐标(如1649.261-2)，然后回车或点击OK。在左下角输入矩形积分区域的左下顶点的纵坐标(与前面选的垂直范围一致如464)，然后回车或点击OK。点击KEYBOARD在左下角输入矩形积分区域的右下顶点的横坐标(如1649.261+2),然后回车或点击OK。在左下角输入矩形积分区域的右下顶点的纵坐标(与前面选的垂直范围一致如464)，然后回车或点击OK。点击YES输出数据相对位置(mm)~强度(a.u.)把X和Y的pixelsize均改为79(mar165CCD探测器)或100(Mar345IP探测器)或172(Pilatus1MF探测器)在这里输入用尺子量的距离是不准确的，本方案用Fit2D导出数据过程中用不着它。本界面中的这些参量在本方案中均不起作用，不必关心。点击OK点击SCANTYPE点击RADIAL。输出数据将为相对位置(mm)上对应的强度(a.u.)点击OK点击OK点击OK(Mar345IP)(Mar165CCD)点击OUTPUT点击CHIPLOT点击OK，即存储图像转换成的数据文件，默认文件名同输入文件名，但后缀为.chi，它可用记事本(Notepad)打开。接下来需用另外的程序完成进一步的转换和归一化(适当考虑光源不稳的情况)。图像转换成的数据文件可用记事本(Notepad)打开。在上面这个例子中，2182为数据行数，第一列为相对位置(mm)，第二列为强度(a.u.)。可以点INPUT，开始下一个样品的数据转换。同样测试条件下的图像可选择默认的同一Beam/symmetrycentre，而无需重新找中心，直接点击PROJECTION,中心点即出现，重复前面步骤即可。也可以点EXIT退出。如果退出后重新启动FIT2D程序，开始下一个样品的数据转换，如果测试条件同前，则找中心时可直接输入前面的中心坐标，进行PROJECTION操作时也同前。本文件所介绍的方法仅使用Fit2D完成image到一维data[相对位置(mm)~强度(a.u.)]的转换，而不做其它任何计算。然后接着用另外软件如s1、s2、s3、s4等完成散射中心点评估与修正、数据取舍、散射矢量标定文件建立、散射矢量~强度数据导出、归一化、背底扣除等初级处理。VerticaldataHorizontaldataS1程序增加了Pilatus探测器数据死区插值平滑的功能