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Sandbox Physics

E40 · 晶体衍射

进动衍射：从斑点到晶粒

让纳米束绕样品枢轴进动，在薄片下方补偿束运动，并在每个扫描位置记录衍射图样。用明确的小型图样库索引存储图样，检查置信不足的位置。

交互模型进动衍射：从斑点到晶粒
所选存储探测器计数—\text{—}
所选中心掩膜外计数—\text{—}
所选索引取向—\text{—}
存储位置索引占比—\text{—}
所选相似度差距—\text{—}
全栅格平均相似度差距—\text{—}
正向反射份额失配—\text{—}
栅格视场宽度—\text{—}
双精度存储计数立方—\text{—}
实验目标—\text{—}

物理教程

进动衍射：从斑点到晶粒

背景让纳米束绕样品枢轴进动，在薄片下方补偿束运动，并在每个扫描位置记录衍射图样。用明确的小型图样库索引存储图样，检查置信不足的位置。

为什么值得理解目标：开启去扫描，使用 5 至 15 毫弧度进动，扫描步长不超过 30 纳米。至少索引百分之九十的存储位置，平均相似度差距至少 0.4。所选晶粒的正向反射份额失配不超过 0.12；这是模型诊断，不代表精度认证。

先抓重点

核心问题
平均入射方向能让晶粒取向更容易识别吗？
一句话直觉
进动积分多种激发条件；去扫描将其保持在共同探测器坐标中。只有从记录图样计算颜色，并允许低计数、低置信位置保持未索引，晶粒颜色才是一项推断。

核心数学模型

弹性束守恒

idψdz=Hψ,H=H†i\frac{d\boldsymbol\psi}{dz}=H\boldsymbol\psi,\quad H=H^\dagger

有限厄米星形哈密顿量交换弹性振幅，省略衍射束之间的耦合。

固定注量下的进动

Iˉg=1256∑m=0255∣ψg(t;ϕm)∣2\bar I_g=\frac1{256}\sum_{m=0}^{255}|\psi_g(t;\phi_m)|^2

入射方向取平均，开启进动不会将曝光乘以 256。

存储图样置信指标

q=cbest−cnextcbestq=\frac{c_{best}-c_{next}}{c_{best}}

余弦相似度排除中心束；差距并非后验概率。

常见难点

辨明模型边界

容易误解清晰图像或高置信取向意味着无需检查散射模型。

正确理解进动积分多种激发条件；去扫描将其保持在共同探测器坐标中。只有从记录图样计算颜色，并允许低计数、低置信位置保持未索引，晶粒颜色才是一项推断。

动手实验

  1. 01

    预测斑点移动

    开启进动，再在相同入射计数下关闭、恢复去扫描。

    应该观察到： 未补偿斑点运动使图样模糊，并可能离开探测窗口。
  2. 02

    索引存储立方

    移动存储行列；在不改变采集的情况下提高相似度阈值。

    应该观察到： 被拒位置变灰；指定参考仍然单独显示。
  3. 03

    检验限制

    比较厚薄片与低计数预设，再达到目标。

    应该观察到： 索引良好的晶粒仍可有动力学强度失配。