[發明專利]一種描述同步輻射光源光斑形狀的方法及系統

有效

• 申請號: 201610535016.1
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN107589137B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 朱才鎮;海洋;孫同兵;趙寧;徐堅
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所;深圳大學
• 主分類號: G01N23/201
• 分類號: G01N23/201
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;張祖萍

本發明涉及一種描述同步輻射光源光斑形狀的方法，該方法包括下列步驟：獲取光斑的步驟：確定同步輻射的散射光源，從而得到待描述的同步輻射光源光斑；描述光斑形狀的步驟：利用二維高斯函數來描述同步輻射光源光斑的形狀；修正光斑形狀的步驟：調整所述二維高斯函數中的可調參數以改變其所描述的光斑形狀，從而描述出所述待描述的同步輻射光源光斑的形狀。本發明還涉及一種描述同步輻射光源光斑形狀的系統。本發明利用二維高斯函數來描述同步輻射光源光斑的形狀，同步輻射的光源不是理想的點光源，而是具有一定形狀的光斑光源，在進行SAXS實驗數據的理論分析計算中，將具有一定形狀的光源光斑納入計算的考慮，進而提高散射結果的準確度。

技術領域

本發明屬于小角X射線散射理論計算領域，具體涉及一種描述同步輻射光源光斑形狀的方法及系統。

背景技術

小角X射線散射(SAXS)是一種無損分析微納結構的方法，是發生在X射線方向附近小角度范圍內的電子相干散射現象，它來自于樣品內部電子密度差，是研究一到幾百納米內物質結構的重要手段。SAXS具有制樣簡單，適用樣品范圍廣，可以直接測量體相材料，有較好的粒子統計平均性等特點，在化學、化工、材料科學、分子生物學、醫藥學、凝聚態物理等多學科都有廣泛應用。研究對象包括具有各種納米結構，如液晶、液晶態生物膜的各種相變化、溶致液晶、膠束、囊泡、脂質體、表面活性劑締合結構、生物大分子(蛋白質、核酸等)、結晶取向聚合物(工業纖維和薄膜)、嵌段離子離聚物的微觀結構等。

SAXS實驗數據的分析分為定性分析和定量計算兩部分，其中定性分析占大多數。在定量計算過程中存在散射體結構復雜，計算量大，影響因素較多等問題，從而使得定量計算方法受到限制。其中同步輻射光源的光斑形狀也是影響定量計算準確性的因素之一。在散射理論中假設同步輻射光源均為點光源，但實際上光源光斑都有一定的形狀，如橢圓形的光源，這種近似為點光源的處理方式會影響散射結果的準確度。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種描述同步輻射光源光斑形狀的方法及系統，可應用于同步輻射光源小角X射線散射技術領域。

本發明提出的一種描述同步輻射光源光斑形狀的方法，該方法包括下列步驟：

獲取光斑的步驟：確定同步輻射的散射光源，從而得到待描述的同步輻射光源光斑；

描述光斑形狀的步驟：利用二維高斯函數來描述同步輻射光源光斑的形狀；

修正光斑形狀的步驟：調整所述二維高斯函數中的可調參數以改變其所描述的光斑形狀，從而描述出所述待描述的同步輻射光源光斑的形狀。

進一步地，所述二維高斯函數的形式如式(1)所示：

其中，q₁₂為散射矢量q在子午線方向的分量，q₃為散射矢量q在赤道方向的分量；S_x為q₁₂在子午線方向上的方差，S_y為q₃在赤道方向上的方差，S_x和S_y為可調參數。

進一步地，所述修正光斑形狀的步驟中，通過調整式(1)中的可調參數S_x和S_y，從而描述出所述待描述的同步輻射光源光斑的形狀。

進一步地，該方法應用于同步輻射光源小角X射線散射技術領域。

本發明還提出了一種描述同步輻射光源光斑形狀的系統，該系統包括如下模塊：

獲取光斑的模塊：確定同步輻射的散射光源，從而得到待描述的同步輻射光源光斑；

描述光斑形狀的模塊：利用二維高斯函數來描述同步輻射光源光斑的形狀；