一般实验室信息

计算和数据驱动发现(C3D)项目

研究材料结构动力学的软件工具

国家同步加速器光源II(NSLS-II)具有高数据有效负载需要数据分析工具和流数据分析管道。高通量科学实验以较高的速度生成多维数据费率。

XPCS(X射线光子相关光谱)和XSVS(X射线斑点能见度光谱)是用于研究的两种技术各种平衡和非平衡过程的结构动力学发生在凝聚态物质系统中。相干硬X射线(CHX)和相干软X射线(CSX-1)光束线收集长系列图像使用XPCS和XSVS研究材料的动力学。这个项目是专注于开发一套优秀的数据分析工具满足这些需求的流数据分析管道光束线。

已经开发了用于研究结构的数据分析工具材料动力学现在可以在github Scikit-beam仓库中获得(Scikit-beam项目)。

Scikit-beam公司

Scikit-beam是一个python包,最初在NSLS-II由数据采集、管理和分析(DAMA)小组提供。该库不仅适用于NSLS-II的波束线,而且可供更广泛的科学界使用。现在这是一个我们有来自其他部门的贡献者能源(DOE)实验室。Scikit-beam的主要目标是开发一套全面的数据分析工具,将技术特定性,而不是最大化代码的可重用性。我们的该库支持从新手到开发商。我们还提供了Scikit中的用例示例Scikit-beam中包含的工具。它们有两种格式:Jupyter(又名Ipython笔记本)和python脚本。通过提供这两种格式,用户能够学习使用包括的工具构建分析工作流在Scikit-beam中,更高级的用户可以详细了解如何将Scikit-beam合并到他们自己的分析脚本或程序中。

X射线透视

用于数据处理和分析可在xray-vision存储库中获得。

手动掩模

图1。xray-vision中的手动Mask gui工具。

图像是平均超过5000个原始测量值,积分时间为1ms(左)。这个光束光阑的阴影、散射图案中的暗柱和之前使用手动屏蔽gui工具(右)屏蔽不需要的像素分析。

环形函数

图2。环形ROI。

此图表示使用scikit-beam创建的4个环形感兴趣区域(ROI)roi模块。ROI模块包含用于为简单形状生成ROI标记阵列的软件工具,例如as、矩形和同心圆。

多道自动校正

图3。skbeam/correlation中的Multi_tau_auto_corr函数

自相关函数,为5000计算的g2(q,t)(红色圆圈)在skbeam中使用multi_tau_auto_corr函数屏蔽图像(图1)。这些g2(q,t)作为时间延迟的函数绘制,t来自XPCS分析四个像素q环(图2),q=2.48x10-3欧-1,q=2.58x10-3欧-1,遮罩图像数据的q=2.79x10-3欧-1和q=2.89x10-3欧-1(红色圆圈)。这个实验g2(q,t)曲线(红色圆圈)用以下公式拟合用于XPCS分析的skbeam(蓝线)中的auto_corr_scat_factor函数。这些图表示5000张图像的结果。可以使用流媒体工具在收集数据时生成这些结果。这样,数据质量可以动态确定,并更改扫描策略如果需要,不中断分析。