同步辐射二维散射和衍射数据高分辨还原处理方法

Because of the incident light source is non-dieal point source, the results of the Synchrotron Radiation X-ray diffraction and scattering experiments have been great effected by the two-dimensional detector's point spread function and the distribution function of the light source. The data has different angle resolution and efficiency in different orientation, and that limit the accuracy and reliability of the result. To solve this problem, we establish a new two-dimensional restore method to removal effect of the detector's point spread function and the incident beam distribution in this project. Using the anti-convolution method, we can get the ideal experiment data, and the angle resolution will be great increased. In the same time, the utilization efficiency of the whole image will also be rised. This method can improve the accuracy and the reliability of the material structure determination. In this project, we focus on the optimization of the iterative method of deconvolution operator data processing,the background and the impact of the operation of noise on the experimental results, and estabilish an efficient two-dimensional data processing method with the high angle resolution in Synchrotron Radiation Scattering and diffraction experiments.

同步辐射X射线衍射和散射实验由于受二维探测器点扩展函数以及入射光源非理想点光源的影响，其实验数据不同方向上的角分辨能力和利用效率存在一定的限制，对实验结果的精度和可靠性带来一定的不利影响。本项目针对这一问题，首次建立一套以去除二维探测器点扩展函数和入射光束分布的影响为目的的二维衍射和散射数据处理方法，利用反卷积运算得到理想实验条件下的实验数据，大大提升了实验数据的角分辨能力，并提高二维实验数据的转化效率，增加了物质结构测定的准确性和可靠性。本项目将针对粉末衍射和小角散射等实验特点，重点讨论数据处理中反卷积运算迭代方法的优化、本底及噪声对实验结果运算的影响等问题,建立一套高效可实用的二维数据处理方法。

同步辐射小角散射和广角衍射实验中，入射光束非理想点光源和非理想单色光会对实验数据的角分辨能力有一定的影响，导致二维实验衍射图像呈现被模糊的效果。在保证入射光束的非常好的单色性和位置稳定性情况下，其影响主要由入射光束在垂直水平两维方向的分布决定。本项目的研究内容是通过二维探测器直接测量入射光束以及样品的衍射图样，并利用多种反卷积方法进行消模糊和消噪声处理，进而提升实验数据的角分辨能力，以及利用整个二维图像而非传统的扇形进行一维积分。本项目通过对小角散射硬脂酸银样品散射数据进行优化处理分析，在一定条件下使数据的角分辨能力提升一倍，并使全图一维积分角分辨能力与传统90度扇形积分的角分辨能力一致，从理论上使得实验测试时间大大降低。进一步研究发现，通过使用不同的全变分梯度算法，该方法理论上可以进行多色实验的数据优化处理，为将来发展同步辐射多色理论提供理论基础。