主题：【第八届原创】用TOPAS校正XRD高角峰被Knife edge阻挡后的强度和峰形

在XRD谱图中，低角（<5度）的背景常常很高。这部分强度计数主要是来源于空气散射。
<---比如网上的这张XRD谱图， 低角背景很高，影响了Bragg峰的测量
为了扣除空气散射，布鲁克Bruker开发了一种Motorised Knife Edge，其原理是悬在平板样品上刀片随着2theta逐渐升高。这个自动刀片的高度通过严格的几何公式计算，由程序控制，以保证不会阻挡入射X光束和反射X光束，只阻挡空气散射。

但是，不是人人都买了这个先进设备的。。。以前大多数用户用的是手动调节高度的fix Knife edge。只扫低角的就把刀片调低点，需要扫到高角就把刀片调高点。（仔细点的用户会用点高中几何公式来计算不同狭缝宽度在某2tehta下的入射束高度。但毕竟是很麻烦的事情，不是每个XRD用户都关心仪器设置的。）：

现在的问题是虽然Fix knife edge低角的背景扣除确实很给力，但是它不会自动升起，在高角有可能阻挡Bragg信号。
那么高角被阻挡的Bragg信号怎么校正呢？
有两方面校正需要考虑到：一是当刀片阻挡入射束以后，样品受照面积下降，以至于Bragg峰强度下降。二是平板样品受照长度的减小使平板样品峰形非对称程度减小。所以，强度和峰形都要校正。
哈哈， 又到了TOPAS 大显神通的地方了，我计算了入射束高度随2theta的变化，并把这个公式写成TOPAS macro。
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使用固定发散狭缝模式的用户可以使用这两个校正macro （只需要给这两个macro两个参数：1）发散狭缝divang；2）固定刀片高度keh）：
'Fix_Divergence_Shape_Correction: divang = divergence angle (EDFA); keh = knife edge height;
macro Fix_Divergence_Shape_with_knife_edge(divang, keh)
{one_on_x_conv = If(Rs Sin(divang/2 Deg) / Cos(Th - divang/2 Deg) < keh, -(Deg/2)/Tan(Th) divang^2, -2 keh^2 (Cos(Th))^3/Sin(Th) Rad/Rs^2);}
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'Fix_Divergence_Intensity_Correction: divang = divergence angle (EDFA); keh = knife edge height;
macro Fix_Divergence_Intensity_with_knife_edge(divang, keh)
{scale_pks = If(Rs Sin(divang/2 Deg) / Cos(Th - divang/2 Deg) < keh, 1, 2 keh Cos(Th)/Deg/divang/Rs);}
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使用渐开发散狭缝模式的用户可以使用这两个校正macro：（渐开狭缝是保证样品受照长度v不随2theta变化的扫描模式）（只需要给这两个macro两个参数：1）样品固定受照长度v；2）固定刀片高度keh）：
'Variable_Divergence_Shape_Correction: v = footprint (EDFL); keh = knife edge height;
macro Variable_Divergence_Shape_with_knife_edge(v, keh)
{one_on_x_conv = If(Th < 2*ArcTan(2keh/v), -v^2 Sin(2 Th) Rad/(4 Rs^2), -2 keh^2 (Cos(Th))^3/Sin(Th) Rad/Rs^2);}
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'Variable_Divergence_Intensity_Correction: v = footprint (EDFL); keh = knife edge height;
macro Variable_Divergence_Intensity_with_knife_edge(v, keh)
{scale_pks = If(Th < 2*ArcTan(2keh/v), Sin(Th), 2 keh/v Cos(Th));}
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TOPAS 用户只需要把上面两段macro，复制到TOPAS安装文件夹下的local.inc中，就可以在自己的inp 文件中使用了。
欢迎大家使用，在楼下给出宝贵意见。
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又及：各位看官可能会问，以前不是在探测器端有Anti-scattering slit吗？
对！但那是为闪烁计数器等0维探测器准备的，在那个时代，最好是用Motorised Anti-scattering Slit，跟Motorised Divergence Slit配合使用，可得到非常低的低角背景。 但自从1维 高速线性探测器盛行以来，Motorised Anti-scattering Slit会阻挡大部分1维线性探测器的通道，降低探测器效率，所以在用了1维探测器的设备上，扣除空气散射的任务最好是由Knife edge完成。