关键词:
能量色散X射线吸收谱
Python
数据采集
数据处理
D-Line
摘要:
上海光源动力学研究线站(Dynamics-Line,D-Line)是全球首条将同步辐射红外光谱(Synchrotron Radiation Infrared Spectroscopy,SR-IR)与能量色散X射线吸收谱(Energy Dispersive X-ray Absorption Spectroscopy,ED-XAS)结合,同时探测物质原子结构、电子结构和分子结构动态变化的光束线站,对于复杂体系物质结构研究具有重要科学价值。不同于常规扫描型X射线吸收谱(XAS),ED-XAS技术采用的是位置灵敏探测器,获得的是图像格式的数据文件,且入射光强度(I0)与样品吸收后的出射光强度(I1)并非同时采集,无法实时观测ED-XAS谱。基于D-Line线站的ED-XAS实验需求,开发了一套针对图像格式的快速数据采集与处理系统。采用Python语言开发面向对象的应用程序接口(Application Programming Interface,API),通过API对探测器进行通信和控制,并对数据进行预处理以获取I0、I1和探测器本底信号强度(Idark)的NumPy数组格式,然后通过吸收系数公式进行计算X射线吸收精细结构谱(X-ray Absorption Fine Structure,XAFS),利用matplotlib库绘出XAFS谱图,最后采用Qt Desinger开发了一个快速响应前端交互界面,实现了ED-XAS谱图直观实时展示。该系统已用于用户实验,为快速结构变化的发现提供了重要的实时分析工具,显著提高了ED-XAS的实验效率。