Geometryczna analiza fazowa
Geometryczna analiza fazowa to metoda cyfrowego przetwarzania sygnału wykorzystywana do określania wielkości krystalograficznych, takich jak odstęp d lub odkształcenie, z obrazów z transmisyjnego mikroskopu elektronowego o wysokiej rozdzielczości . Analizę należy wykonać za pomocą specjalistycznego programu komputerowego .
Zasada
W geometrycznej analizie fazowej wielkości krystalograficzne nie są określane w jednym konkretnym punkcie obrazu wejściowego. Zamiast tego są one określane ilościowo na całym obrazie, w wyniku czego powstaje dwuwymiarowa mapa danej wielkości. Wielkości, które można odwzorować za pomocą geometrycznej analizy fazowej, obejmują odległości międzypłaszczyznowe (odstępy d), tensor odkształcenia i wektor przemieszczenia.
Ponieważ obliczenia są wykonywane w dziedzinie częstościowej, wejściowy obraz sieci krystalicznej musi zostać przekształcony na reprezentację częstościową za pomocą transformaty Fouriera . Z matematycznego punktu widzenia obraz częstościowy jest złożoną macierzą o rozmiarze równym obrazowi oryginalnemu. Z krystalograficznego punktu widzenia można to postrzegać jako sztuczny wzór dyfrakcyjny lub odwrotny obraz, ponieważ przedstawia odwrotną siatkę . W tej reprezentacji piki intensywności (lub piki mocy) odpowiadają płaszczyznom krystalograficznym przedstawionym na oryginalnym obrazie.
Ze względu na złożony charakter obrazu frekwencyjnego można go wykorzystać do obliczenia amplitudy i fazy . Wraz z wektorem jednej płaszczyzny krystalograficznej przedstawionym na obrazie, amplitudę i fazę można wykorzystać do wygenerowania mapy 2D odstępów d. Jeśli znane są dwa wektory płaszczyzn nierównoległych, metoda ta może być wykorzystana do wygenerowania map odkształceń i przemieszczeń.
Oprogramowanie
Do wykonania analizy faz geometrycznych potrzebne jest narzędzie komputerowe. Po pierwsze dlatego, że ręczna ocena przekształceń między domeną przestrzenną a częstościową byłaby wysoce niepraktyczna. Po drugie, wektor płaszczyzny krystalograficznej jest ważnym parametrem wejściowym, a analiza jest wrażliwa na dokładność jego lokalizacji. Dlatego też dokładność i powtarzalność analizy można zwiększyć poprzez zautomatyzowaną lokalizację plam dyfrakcyjnych.
Wymagane funkcjonalności dostępne są w pakiecie krystalograficznym CrysTBox . Oferuje interaktywną implementację analizy geometrycznej fazy o nazwie gpaGUI . W ramach gpaGUI możliwe jest indeksowanie plam dyfrakcyjnych i lokalizowanie ich z precyzją subpikselową za pomocą zautomatyzowanego narzędzia diffractGUI .
- Obraz magnezu o wysokiej rozdzielczości przetworzony za pomocą geometrycznej analizy fazowej.
Obraz wejściowy (magnez)
Filtrowany obraz samolotu (0 1 0)
Mapa (0 1 0) odstępów d
Mapa składowej XX tensora odkształcenia
Mapa składowej X wektora przemieszczenia
