運動量エネルギー空間への射影に関連するコマンド#
単結晶を試料とした非弾性散乱測定を行なった場合、４次元空間情報（Q1, Q2, Q3, hw）に変換（射影）することが必要となる。その処理は以下のようなステップを踏む。
測定データのデータリダクション（ヒストグラム化、補正処理など）
試料の格子定数及び、入射中性子方向に対する試料の方位情報を準備（次の射影に必要）
測定データのQ空間への射影（Projection）
射影されたデータの可視化（スライスやプロット）
これらの作業は、先頭のデータリダクション以外は VisualContM （ 「VisualContMマニュアル」 ）というGUIのソフトウェアで行うこともできるが、全てのステップは Python のスクリプトで作成することができるよう、コマンドが準備されている。
本章では、そのコマンドの使用例とリファレンスを記述する。
空蟬における射影作業で用いられるコマンド（クラス）は、 UtsusemiSqeCalc である。
サンプルコード#
ここでは、 UtsusemiSqeCalc クラスをPythonから使用するサンプルコードを示す。
なお、本節では DAT はデータリダクション済みのデータとする。もっともシンプルには以下のようなスクリプトで得られるデータである。
## Data Reduction
import DR
DAT = DR.GetDataOfMonochroEi2(373,45.56,0.2,-4.0,40.0,"mask.txt", 0.0 )
またスクリプト内のコマンド（メソッド）のリファレンスは、次節に記している。
サンプルコード 1#
全ての情報（試料、射影、スライス）を与える場合を示す。
# -*- coding: utf-8 -*-
import Manyo.Utsusemi as mu
import Manyo
## Projection for single crystal
sqe = mu.UtsusemiSqeCalc() # コマンド利用の準備
sqe.SetTarget(DAT) # 処理するデータを設定
## Parameters
LC = [4.8,8.4,2.9,90.0,90.0,90.0] # 格子定数 a, b, c, alpha, beta, gamma
Uvect = [0.0, 1.0, 0.0] # U-vector
Vvect = [0.0, 0.0, 1.0] # V-vector
Rotations = "Y:-5.0" # U,V-vectorの回転指定
Proj_Ax1 = [1.0, 0.0, 0.0, 0.0, "Qa(rlu)"] # 射影情報とラベル
Proj_Ax2 = [0.0, 1.0, 0.0, 0.0, "Qb(rlu)"]
Proj_Ax3 = [0.0, 0.0, 1.0, 0.0, "Qc(rlu)"]
Proj_Ax4 = [0.0, 0.0, 0.0, 1.0, "Energy(meV)"]
## Set parameters
sqe.SetLatticeConstants( LC ) # 格子定数設定
sqe.SetUVvector( Uvect, Vvect ) # U-vector, V-vector設定
sqe.SetRotationSteps( Rotations ) # U,V-vectorの回転指定
## Do projection # 射影計算実行
sqe.Projection( Proj_Ax1, Proj_Ax2, Proj_Ax3, Proj_Ax4 )
## Slicing
v=sqe.PutQRange() # 射影後の角軸の領域を取り出し
ax1=[ "T" ,v[0], v[1] ] # 各軸のスライス情報リスト
ax2=[ "T" ,v[2], v[3] ] # "X" : x軸方向（範囲とbin幅）
ax3=[ "X" ,v[4], v[5], 0.02 ] # "Y" : y軸方向（範囲とbin幅）
ax4=[ "Y" ,v[6], v[7], 0.2 ] # "T" : 厚み方向（範囲）
dfold = [] # 畳み込み情報
sqe.Slice(ax1,ax2,ax3,ax4,dfold) # スライス実行
eca=Manyo.ElementContainerArray() # 空のコンテナを準備
sqe.SetSlicedElementContainerArray(eca,"Energy","Qc") # コンテナにスライス結果をコピー
## Plot sliced data
#import uGao.M2PlotPlusCui as mp
#p=mp.M2PlotPlusCui(eca) # 夕顔のM2PlotPlusでそのまま表示可能
#p.ShowData()
## Save sliced data as PNG figure file # 夕顔で表示させずに画像だけ保存も可能（詳細は別項）
import uGao.U2IFInDark as UD
p=UD.U2IFInDark()
p.SetKeys("Qc","Energy","Intensity") # 横軸、縦軸、強度のキー
p.SetData(eca) # データをセット
p.SetRange(False,0.0,40.0) # 強度の範囲指定（最初のFalseはAuto Scaleはしないの意味）
p.SetTitles("Test Data","SubTitle") # TitleとSubTitle
p.SetLabels("Qc(rlu)","Energy(meV)") # 軸のラベル
p.SaveFile( "TestData.png" ) # 画像ファイルとして保存
del p
## Save projection parameters
sqe.SaveXtalParam( "XtalParam.xml" ) # 上記の情報をXtalParam.xmlに書き出す
参考までに、上のスクリプトと同等の処理を行うためのパラメータを表示している VisualContM のパネルを示しておく。
サンプルコード 2#
全ての情報をXtalParam.xmlから与える場合を示す。
# -*- coding: utf-8 -*-
import Manyo.Utsusemi as mu
import Manyo
## Projection for single crystal
sqe = mu.UtsusemiSqeCalc() # コマンド利用の準備
sqe.SetTarget(DAT) # 処理するデータを設定
sqe.LoadXtalParam( "XtalParam.xml" ) # XtalParamを読み込む
sqe.Projection() # XtalParamの情報で射影計算を実行
## Slicing
sqe.Slice() # XtalParamの情報でスライス実行
eca=Manyo.ElementContainerArray() # 空のコンテナを準備
sqe.SetSlicedElementContainerArray(eca) # コンテナにスライス結果をコピー
## Plot sliced data
import uGao.M2PlotPlusCui as mp
p=mp.M2PlotPlusCui(eca) # 夕顔のM2PlotPlusでそのまま表示可能
p.ShowData()
UtsusemiSqeCalcリファレンス#
以下に UtsusemiSqeCalc で使用できるコマンド（メソッド）のうち、主要なものを示す。
- class UtsusemiSqeCal#
データリダクション処理済みのデータを与えて、試料及び測定情報（格子定数、ビームに対する方位情報）を与えることでQ空間への射影処理を行い、射影後のデータのスライスまで行うクラスである。
- UtsusemiSqeCalc.SetTarget(ecm)#
処理を行うデータを与える
- Parameters:
ecm (ElementContainerMatrix) – 処理を行う非弾性散乱データ。
- Returns:
None
- Return type:
None
- UtsusemiSqeCalc.SetLatticeConstants(latticeConstants)#
格子定数を与える
- Parameters:
latticeConstants (list) – 格子定数 [ a, b, c, α, β, γ ]
- Returns:
成功か否か
- Return type:
bool
- UtsusemiSqeCalc.SetUVvector(uv, vv)#
結晶の方位を決める U-vector と V-vectorを与える
- Parameters:
uv (list) – U-vector [ uv_x, uv_y, uv_z ]
vv (list) – V-vector [ vv_x, vv_y, vv_z ]
- Returns:
成功か否か
- Return type:
bool
- UtsusemiSqeCalc.SetRotationSteps(steps)#
実際の試料セッティングに合わせて、与えられた結晶の方位 U-vector と V-vectorを回転させる軸と角度を与える。 軸は、”X”, “Y”, “Z”、角度は、軸:角度 （デリミタはコロン）。複数の回転角を与える場合はカンマ区切りで並べる。
例：
Y軸周りに-5度
Y:-5
Z軸周りに10度
Z:10.0
上の両方（カンマ区切り）
Y:-5,Z:10.0
- Parameters:
steps (str) – 角度と方位
- Returns:
成功か否か
- Return type:
bool
- UtsusemiSqeCalc.Projection(ax1, ax2, ax3, ax4)#
射影に使用する軸を指定する。3つのQ軸( ax1, ax2, ax3 )と、1つのエネルギー軸( ax4 )で構成され、それぞれの軸を格子定数の a, b, c, Energy のベクトルと、ラベルの5つの要素を持つリストで与える。
全て省略した場合は、LoadXtalParamなどで登録済みの射影情報を用いて射影を行う。
例：
ax1 = [ 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, “Qa(rlu)” ]
ax4 = [ 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, “Energy(meV)” ]
- Parameters:
ax1 (list) – ax1軸の指定
ax2 (list) – ax2軸の指定
ax3 (list) – ax3軸の指定
ax4 (list) – ax4軸の指定
- Returns:
成功か否か
- Return type:
bool
- UtsusemiSqeCalc.SaveXtalParam(filepath)#
試料情報や射影情報をファイルに保存する（XtalParam.xml）。
- Parameters:
filepath (str) – XtalParam.xmlのパス
- Returns:
成功か否か
- Return type:
bool
- UtsusemiSqeCalc.LoadXtalParam(filepath)#
試料情報や射影情報を保存されたファイル（XtalParam.xml）から読み込む。
- Parameters:
filepath (str) – XtalParam.xmlのパス
- Returns:
成功か否か
- Return type:
bool
- UtsusemiSqeCalc.PutQRange()#
射影されたデータのQの最大範囲を取り出す。戻り値は サイズが8のvector<Double> となり、
[ Ax1の最小値, Ax1の最大値, Ax2の最小値, … , Ax4の最大値 ]
という形になる。
- Returns:
Qの最大範囲
- Return type:
vector<Double>
- UtsusemiSqeCalc.Slice(ax1_info, ax2_info, ax3_info, ax4_info, folding_info[, isAve=True])#
射影されたデータを与える軸情報でスライスする。それぞれの軸で、以下のようなフォーマットで軸情報を与える
[ “A”, min, max, (width) ]
要素
タイプ
説明
“A”
str
軸の役割, X軸なら”X”、Y軸なら”Y”、Thickness軸なら”T”
min
float
範囲の最小値
max
float
範囲の最大値
width
float
bin幅、ただしAが”X”か”Y”の時のみ有効
軸情報を全て省略した場合は、すでに与えられた軸情報を用いて、射影されたデータをスライスする。この場合、 isAve のみ使用可能。
例：
X軸方向は長さ4のリスト
[ “X”, -1.8, 2.6, 0.02 ]
T軸方向は長さ3のリスト
[ “T”, -0.1, 0.1 ]
また畳み込みを行う場合は
[ ax1_fold, ax2_fold, ax3_fold, ax4_fold ]
ax1_foldなどには、以下のような数値を入れる。
-1
（負の値）使用しない
0.0
その軸=0で折りたたむ
x
その軸=xで折りたたむ
- Parameters:
ax1_info (list) – Ax1軸の情報
ax2_info (list) – Ax2軸の情報
ax3_info (list) – Ax3軸の情報
ax4_info (list) – Ax4軸の情報
folding_info (list) – 畳み込み情報
isAve (bool) – スライス時の強度は平均値とするか(True)、積算するか(False)
- Returns:
成功か否か
- Return type:
bool