微秒时间分辨<bold>ED-XAS</bold>快速数据采集与处理系统

微秒时间分辨<bold>ED-XAS</bold>快速数据采集与处理系统

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（I<sub>0</su...

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Bibliographic Details
Main Authors: 吴 晨潇, 刘 震, 魏 向军, 姜 泳, 汪 丽华, 王 芳, 马 春旺
Format: Article
Language:zho
Published: Science Press 2025-04-01
Series:He jishu
Subjects:
能量色散X射线吸收谱
Python
数据采集
数据处理
D-Line
Online Access:https://www.sciengine.com/doi/10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.240429
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Description
Summary: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（I<sub>0</sub>）与样品吸收后的出射光强度（I<sub>1</sub>）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I<sub>0</sub>、I<sub>1</sub>和探测器本底信号强度（I<sub>dark</sub>）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。
ISSN:0253-3219

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