[發明專利]一種處理Laue衍射圖片的方法及系統

在審

• 申請號: 202110077129.2
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112730486A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 施奇偉;鐘鴻儒;張豐果;鐘圣怡;陳哲;王浩偉
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N23/2055
• 分類號: G01N23/2055;G06T7/30;G06T5/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種處理Laue衍射圖片的方法，其特征在于，包括：

步驟M1：基于Laue實驗測得衍射觀測圖案和衍射參考圖案；

步驟M2：對衍射參考圖案和衍射觀測圖案進行預處理，得到預處理后的衍射觀測圖案和衍射參考圖案；

步驟M3：基于預設彈性變形梯度張量采用全局集成數字圖像相干技術配準預處理后的衍射參考圖案和衍射觀測圖案，得到配準后的被衍射區域的彈性變形梯度張量；

步驟M4：基于得到的配準后被衍射區域的彈性變形梯度張量，得到衍射樣品中的彈性應力；

所述Laue衍射觀測圖案是通過復合波長的X射線在晶體材料中發生衍射而形成的斑點狀的衍射圖案；

所述衍射參考圖案是從Laue實驗的觀測圖案中選取沒有發生變形或變形程度在預設范圍內的圖案作為衍射參考圖案。

2.根據權利要求1所述的處理Laue衍射圖片的方法，其特征在于，所述步驟M2包括：

步驟M2.1：調整衍射觀測圖案的亮度，使得衍射參考圖案和衍射觀測圖案的像素灰度值的平均值和方差相同，得到處理后的衍射觀測圖案；

步驟M2.2：計算衍射參考圖案和處理后的衍射觀測圖案的殘差，并基于計算得到的殘差計算若干張圖案殘差場的分布，得到衍射參考圖案和衍射觀測圖案噪聲的標準差；

步驟M2.3：將衍射參考圖案和衍射觀測圖案除以標準差，得到預處理后的衍射參考圖案和衍射觀測圖案。

3.根據權利要求1所述的處理Laue衍射圖片的方法，其特征在于，所述步驟M2.2中殘差包括：

r＝f(x)-g[x+u(F^e,x)] (1)

其中，r表示殘差；f(x)表示衍射參考圖案；g(x)表示衍射觀測圖案；u(F^e,x)表示在彈性變形梯度張量F^e作用下x處的位移。

4.根據權利要求1所述的處理Laue衍射圖片的方法，其特征在于，所述步驟M3包括：設立表征預處理后的衍射參考圖案和衍射觀測圖案差距為目標函數，基于預設的彈性變形梯度張量，采用全局集成數字圖像相干技術配準衍射參考圖案和預處理后的衍射觀測圖案，直至目標函數收斂。

5.根據權利要求4所述的處理Laue衍射圖片的方法，其特征在于，所述目標函數包括：

θ＝∑_ROI(f(x)-g[x+u(F^e,x)])² (1)

其中，ROI表示計算域；u(F^e,x)表示在彈性變形梯度張量F^e作用下x處的位移；f(x)表示衍射參考圖案；g(x)表示衍射觀測圖案；

以熒光屏為參考系，考察X射線束與樣品的作用區域S，樣品的作用區域S是Laue衍射圖案中心，坐標位置定義為(x^＊,y^＊,-z^＊)，則：

其中，u表示位移；p表示投影矢量；p′表示經過彈性變形后的投影矢量，下標z表示矢量F^ep在z方向上的分量；

其中，X表示未變形情況下樣品中任一物質點的位置矢量；未變形情況下物質點的位置矢量由空間中的坐標X、Y、Z表示；x^e表示變形后物質點的位置矢量，變形后物質點的位置矢量由空間中的坐標x^e、y^e、z^e表示；上標e表示變形的性質為彈性。

6.根據權利要求4所述的處理Laue衍射圖片的方法，其特征在于，所述目標函數收斂包括：采用牛頓算法修正彈性變形梯度張量參數，逐步降低目標函數以至收斂，得到配準后的被衍射區域的彈性變形梯度張量。