[发明专利]一种描述同步辐射光源光斑形状的方法及系统

说明书

本发明涉及一种描述同步辐射光源光斑形状的方法，该方法包括下列步骤：获取光斑的步骤：确定同步辐射的散射光源，从而得到待描述的同步辐射光源光斑；描述光斑形状的步骤：利用二维高斯函数来描述同步辐射光源光斑的形状；修正光斑形状的步骤：调整所述二维高斯函数中的可调参数以改变其所描述的光斑形状，从而描述出所述待描述的同步辐射光源光斑的形状。本发明还涉及一种描述同步辐射光源光斑形状的系统。本发明利用二维高斯函数来描述同步辐射光源光斑的形状，同步辐射的光源不是理想的点光源，而是具有一定形状的光斑光源，在进行SAXS实验数据的理论分析计算中，将具有一定形状的光源光斑纳入计算的考虑，进而提高散射结果的准确度。

技术领域

本发明属于小角X射线散射理论计算领域，具体涉及一种描述同步辐射光源光斑形状的方法及系统。

背景技术

小角X射线散射(SAXS)是一种无损分析微纳结构的方法，是发生在X射线方向附近小角度范围内的电子相干散射现象，它来自于样品内部电子密度差，是研究一到几百纳米内物质结构的重要手段。SAXS具有制样简单，适用样品范围广，可以直接测量体相材料，有较好的粒子统计平均性等特点，在化学、化工、材料科学、分子生物学、医药学、凝聚态物理等多学科都有广泛应用。研究对象包括具有各种纳米结构，如液晶、液晶态生物膜的各种相变化、溶致液晶、胶束、囊泡、脂质体、表面活性剂缔合结构、生物大分子(蛋白质、核酸等)、结晶取向聚合物(工业纤维和薄膜)、嵌段离子离聚物的微观结构等。

SAXS实验数据的分析分为定性分析和定量计算两部分，其中定性分析占大多数。在定量计算过程中存在散射体结构复杂，计算量大，影响因素较多等问题，从而使得定量计算方法受到限制。其中同步辐射光源的光斑形状也是影响定量计算准确性的因素之一。在散射理论中假设同步辐射光源均为点光源，但实际上光源光斑都有一定的形状，如椭圆形的光源，这种近似为点光源的处理方式会影响散射结果的准确度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种描述同步辐射光源光斑形状的方法及系统，可应用于同步辐射光源小角X射线散射技术领域。

本发明提出的一种描述同步辐射光源光斑形状的方法，该方法包括下列步骤：

获取光斑的步骤：确定同步辐射的散射光源，从而得到待描述的同步辐射光源光斑；

描述光斑形状的步骤：利用二维高斯函数来描述同步辐射光源光斑的形状；

修正光斑形状的步骤：调整所述二维高斯函数中的可调参数以改变其所描述的光斑形状，从而描述出所述待描述的同步辐射光源光斑的形状。

进一步地，所述二维高斯函数的形式如式(1)所示：

其中，q₁₂为散射矢量q在子午线方向的分量，q₃为散射矢量q在赤道方向的分量；S_x为q₁₂在子午线方向上的方差，S_y为q₃在赤道方向上的方差，S_x和S_y为可调参数。

进一步地，所述修正光斑形状的步骤中，通过调整式(1)中的可调参数S_x和S_y，从而描述出所述待描述的同步辐射光源光斑的形状。

进一步地，该方法应用于同步辐射光源小角X射线散射技术领域。

本发明还提出了一种描述同步辐射光源光斑形状的系统，该系统包括如下模块：

获取光斑的模块：确定同步辐射的散射光源，从而得到待描述的同步辐射光源光斑；

描述光斑形状的模块：利用二维高斯函数来描述同步辐射光源光斑的形状；