【制图干货】实例演示Origin 中全峰拟合过程

(内容来源于网络,详情确实未知)

以 Li3N含有 LiOH 杂相 样品衍射图谱为例:

1.  将 XRD 数据导入 Origin中(此过程参考以下三个推文,不再赘述),并画出其衍射图谱。结果如下:

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2. 选择 Analysis→Peaks and Baseline→Peak Analyzer→Open Dialog…打开峰分析导航器。

 

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3. 打开 Peak Analyzer 之后,在下方目标选择中选择 Fit Peaks(Pro),然后选择 Next。

 

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4. 在基线模式中选择 User Defined

 

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5. 在基线锚点中将 Window Size 的值设置成 5-15 之间的数值,Threshold 的值设置默认不变。

 

Number of Points to Find 的值设置为 15-20 之间,最后点击 Find。

 

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一般来讲,Window Size 的值控制的是局部平均法的步长(每次求平均所取的点数),可以目测基线的起伏程度,起伏越大,该值应越小,起伏越小,该值应越大。总体来说,取 10-20 之间即可。 

 

Threshold 是控制基线的起伏阈值。该值越大,基线锚点起伏越严重,该值越小,基线锚点的起伏程度 越小,一般默认的 0.05 即可。

 

Number of Points to Find 是锚点数,10°-80°的范围内,一般 15-20 点即可,平均起来也就是 4-6°一 个锚点。自动查找的锚点不宜过多,因为无论你如何控制这些参数,最终还是需要手动去修改添加锚点。

 

6. 在 Enable Auto Find 的方框中把勾去掉,然后下方的 Add(添加) Modify/Del (修改/删除)Clear Al(清 除所有点)三个按钮即可释放。

 

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7. 选择 origin 中的放大按钮,将基线放大来观察。

 

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基线放大不宜过大,应该使得锚点大小相对于噪声信号来说很小,同时能明显得目测出基线位置为宜。 

 

放大按钮和缩小按钮是独立的,当不进行锚点修改的时候,可以对图像进行基线区域放大缩小或者局 部放大缩小,这对于局部基线的锚点微调十分有利。

 

8. 选择 Modify/Del 按钮,然后直接拖动基线上的锚点,使得锚点整体看起来平滑均匀。

 

如果锚点过多, 可以单击锚点选中,键入 Delete 键删除即可。

 

调节好之后点击 Done 按钮。

 

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9. 如果基线锚点较少,或者基线的变化较为复杂,特殊地方需要添加锚点,可以选择 Add 按钮,然后再需要的位置上直接双击即可添加(单击时选中位置,再双击就是添加)。完成之后同样点击 Done 即可。

 

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10.  当基线的调整完成之后,就点击 Next 进行下一步工作。

 

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11.  在连接锚点建立基线的时候,插值方法中有三个选项,为了基线的平滑性,建议选择第三种方式:BSpline 方式。然后点击 Next。

 

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可以对基线进行放大,自行观察这三种基线建立方式有何异同。

 

12.  依次点击 Substract Now  和 Rescale。

 

观察建立的基线是否平滑,近乎横线为佳,若不是点击 Prev 来修 改前方的设置,若可以就点击 Next。

 

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13.  接下来的一步是寻峰。

 

点击Peak Findding Settings 前的,展开选项并将峰过滤部分里的  Threshold Height(%)(阈值高度)选项右侧的 Auto 旁的勾去掉。

 

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14. 将 Direction 选项选择下拉列表中的 Positive,Local Points 值改为 10-20 之间。

 

Threshold Height(%)(阈 值高度)选项值改为 10-20 左右,最后点击 Find 查找峰。

 

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Local Points 的值控制的是寻峰过程中产生局部最大值的步长范围。比如 10 就代表着 10 个点中具有的 最大值满足阈值高度的时候就确认为峰。

 

Threshold Height(%)阈值高度值控制的是寻峰过程中,局部最大值被划为峰的最小强度。其值的大小是相对于全域最大值(最高衍射峰)的百分比。

 

因此,如果寻找出来的峰过多,则可以加大局部点数(Local Points)后再重新查找,若峰数量过少,可 以减小阈值高度值。

 

一般来说,自动寻峰找出衍射强度不小于最大峰值的 15%的峰位即可,剩下的峰若认为还有,可以手动 寻峰标定。

 

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15. 手动寻峰标定。将 Enable Auto Find 方框内的勾点击去掉,选择下方的 Add(添加) Modify/Del (修改/删除)Clear All(清除所有峰)三个按钮来对所存在的峰进行标定。

 

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中间过程可以结合放大或者缩小按钮来对峰进行选定,比如添加标定峰,先用放大按钮进行局部放大, 然后选择 Add。

 

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注意弹出的小弹窗里的说明,它会指示你怎么操作

 

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在峰位处单击选中,如果不准确再重新单击,找准确后双击即可添加标定峰。

 

这种寻找只是粗略寻找,不要求峰位百分之百准确,大约在峰位处即可。 

 

如果寻峰结果有个别峰位偏差过大,或者有多余的峰,可以选择 Modify/Del 按钮,再单击选中目标 峰位锚点,对其进行拖动修改或者键入 Delete 来删除掉。 

 

灵活利用相应的按钮,直到将所有要拟合的峰都标定出来为止。最后点击 Next。

 

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16. 在峰位拟合面板中选择 Fit control。

 

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17.  在面板中点击 Sort Peaks(峰分类)按钮,将峰按照峰位升序(默认如此)排列,再点击 OK。

 

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18.   接着点击 Recorder Peaks 按钮。

 

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重新排序峰位之后,点击此按钮就是将峰序号按照峰位的排列来重新分配。

 

19.  锁定峰位拟合。选择锁定峰位按钮【制图干货】实例演示Origin 中全峰拟合过程,然后点击单步迭代按钮【制图干货】实例演示Origin 中全峰拟合过程若干次。迭代拟合的同时要注意 观察 origin 中衍射峰的拟合情况。

 

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之所以先锁定峰位是因为一些衍射强度较弱的峰不容易拟合,直接拟合的话,其峰位就会乱窜,以至于偏离原位置导致出错。

 

先锁定峰位拟合若干次(有时候 1-2 次就行了),此时注意观察弱峰,弱峰的半 高宽目测与衍射峰相差不多的时候,暂停拟合。

 

20.  锁定峰宽拟合(此步骤并非必要步骤,仅适用于那些峰宽度目测符合很好,但峰位偏差较大的情况。一 般情况下,此步骤是可以跳过的)。

 

重复点击锁定峰位按钮【制图干货】实例演示Origin 中全峰拟合过程来释放此限制,再选择锁定峰宽度按钮【制图干货】实例演示Origin 中全峰拟合过程,然后点击单步迭代按钮【制图干货】实例演示Origin 中全峰拟合过程若干次。迭代拟合的同时要注意观察 origin 中衍射峰的拟合情况。

 

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21.  释放峰位锁定和峰宽锁定,在峰参数选项卡(Parameters)中,于 Fixed 列的方框中点击弱峰对应的 center(峰位)和 FWHM(半高宽)进行相应的锁定。

 

必要的时候,可以在 Value 列中手动修改对应的值,使 其与目测的结果更加吻合然后锁定。

 

【制图干货】实例演示Origin 中全峰拟合过程

 

修改值并锁定的时候注意观察 origin 中的拟合线与衍射峰的符合程度,需要说明的是,全峰拟合本身就对衍射峰较弱的峰误差较大,如果必要,可以将单个目标峰之外的所有的峰(包括峰位,峰宽和振幅) 全部锁定,来进行单峰拟合。

 

拟合完一个锁定一个,这是全峰拟合中拟合弱峰的杀手锏。

 

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22.  弱峰拟合好并锁定后,就可以对未锁定的强峰进行自由拟合,可以点击【制图干货】实例演示Origin 中全峰拟合过程按钮一次性拟合到收敛,也可以点击单步迭代按钮【制图干货】实例演示Origin 中全峰拟合过程,直到收敛停止。

 

【制图干货】实例演示Origin 中全峰拟合过程

 

拟合达到收敛精度之后,单步迭代按钮即变成灰色,不能再进行迭代,下方会出现  Fit converged.的标 识。

 

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此时拟合已经完成,点击 OK 即可退出拟合控制面板。

 

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23.  当峰全部拟合完成后,点击 Finish。

 

【制图干货】实例演示Origin 中全峰拟合过程

后边出现的这个弹窗是因为拟合的数据图点数过大,开启“速度模式”等等,选择 OK 即可。

 

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接下来的这个面板是提醒你要不要转换成报告表,底下有四个选项,建议选 Yes(默认项)。最后点击 OK。

 

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附注:拟合结果会输出到原数据表中,并将拟合的数据重新生成一个 graph。

 

在拟合报告表中选择 PeakProperties 标签,里面就是拟合的峰的结果,其中 Center Max 对应的就是峰位拟合值列。

 

Center Grvty 列对应的是峰的重心位置。FWHM 列就是半高宽列。读者可以自行翻译观看。

 

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