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众里寻“峰”千百度

2016-04-25 CCL 研之成理

上期回顾:

在前三期内容中,我们介绍了数据处理的拟合部分。从线性拟合、高斯拟合(作图技巧无限,数据分析有道——数据拟合)到多条曲线的非线性拟合(多条曲线的非线性拟合),最后介绍带有Error bar的曲线拟合(带有Error bar的曲线拟合。)。在日常科研数据处理过程中,拟合操作常和“峰”的相关操作联系在一起。比如:处理XPS数据时,需要先分峰再拟合;处理XRD数据时,常需要扣除背景再进行数据处理。

本期精彩:

点、线、柱是科研作图中最为常见的三大元素。本教程已经对这三大基本元素进行了细致的介绍。除了三大元素外,还有一个极为重要的元素是峰。无论是红外、紫外、拉曼、核磁,还是XRD、XPS、PL,这些谱图中的峰都蕴含着极为重要的信息。所以如何处理这些峰变得尤为重要。针对这些原始数据,需要寻峰,扣基线,积分,分峰等一系列处理。作为数据处理的一部分,本教程将用大约两、三期内容,结合具体事例介绍如何解读这些峰。按照惯例,从基础内容开始。本期内容介绍如何寻峰。

图14.1


14.1是一副红外谱图。图中有多个吸收峰,现需标出峰位以方便对比和后期处理。具体步骤如下:

依次选择Analysis – Peaks and Baseline – Peak Analyzer – Open dialog, 如图14.2所示。

图14.2


出现Peak AnalyzerPeak Analyzer Preview 两个对话框,如图14.3所示。Peak Analyzer在整个处理峰的过程中至关重要,在后面几期会反复出现。对Peak Analyzer中各功能的介绍详见图14.3

图14.3


在任务栏(Goal)中,选择Find Peaks,如图14.4所示。然后点击Next出现如图14.5所示对话框,在对话框中将Baseline类型选择为Maximum(因为本例中峰朝下)。

图14.4


图14.5


点击Next,出现如图14.6所示对话框,取消勾选Auto Subtract Baseline和Auto Rescale。

图14.6


点击Next,出现如图14.7所示对话框。在该对话框下,需设置寻峰方式,范围,方向等。具体设置及介绍如下:

图14.7


Enable Auto Find:是否自动寻峰。

Find:寻峰;Add:手动添加峰;Modify/Del:修改/删除峰;Clear all:删除所有峰。

Direction:确定峰朝向,Positive:朝上,Negative:朝下, Both:双向。

Method:寻峰方法。

Peak Filtering:设置选峰范围。可以根据高度或者数目来设置。

以上设置完成后,单击Find,寻峰结果如图14.8所示。

图14.8


初次寻峰结果通常并不能让人满意。如图14.8中2000-2250 cm-1处的峰并没有被选中。所以根据初步结果,我们可以通过Add和Modify/Del来进行适当的调整。具体操作步骤如下:

图14.9


单击Add,出现如图14.9所示图形。光标移动至待添加峰位处并双击,再单击Done按钮,添加完成,如图14.10所示。用类似方法可以通过Modify/Del修改或移除峰。修改完成后,单击Finish。

图14.10


以上是寻峰的常规路径,数据处理中的一把利器。但是小编从来不走寻常路。现介绍一些不常见但是很有用的寻峰技能。依旧以本例中的红外谱图为例。如果并不需要寻找所有的峰,而只是需要某一区间的峰,那么就可以利用Peak Gadget来设置寻峰范围。设置步骤如下:

图14.11


如图14.11所示,依次选择Gadgets – Quick Picks

图14.12


出现如图14.12所示对话框,首先在ROI Box栏中选择寻峰范围。如本例中需要寻找2700-3200 cm-1范围内的峰。范围设置完成后,切换至Baseline栏选择合适的Baseline,如图14.13所示。

图14.13


Baseline设置完成后,切换至Find Peak栏,设置相关参数,如图14.14所示。

图14.14


Find Peak设置完成后,依次切换至Area、Output to、Quantities,根据需要进行相关设置。以上设置均完成后,单击OK。效果图如14.15所示。

图14.15


14.15中,2700-3200 cm-1之间有2个峰被发现,但是明显基线的设置不合理,现需要调整基线。

图14.16


单击图14.16中三角形图标,在弹出列表中选择Preferences。出现Quick Peaks references对话框,改变Baseline相关参数,点击Apply,基线设置完成,点击Ok,如图14.17所示。最终结果图如14.18所示。

图14.17


图14.18


下期预告:

下期内容将介绍如何扣基线、求峰面积等操作。敬请期待哦!


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