角分辨光电子能谱数据的快速拼接算法设计

《角分辨光电子能谱数据的快速拼接算法设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、角分辨光电子能谱数据的快速拼接算法设计贾小文陆军军事交通学院基础部摘要：根据角分辨光电子能谱的实验特点，提出快速拼接算法:首先生成均匀分布的动量点，然后逆用角度-动量转换公式获取对应的角度值，最后在角度空间进行插值.由于避开了普通插值的三角剖分和儿何排序等复杂耗时过程，快速拼接算法能将运算速度提高2个数量级，插值的效果和传统插值方法相当•结合并行运算,还可进一步提高数据处理速度.关键词：角分辨光电子能谱;数据拼接；网格化数据;作者简介：贾小文（1983-），男，陕西神木人，陆军军事交通学院基础部讲师,博士，研究方向为凝聚态超导物理、实验数据分析.收稿日期:201

2、7-06-27Faststitchingalgorithmforangle-resolvedphotoemissionspectroscopyJIAXiao-wenGeneralCourseDepartment,ArmyMilitaryTransportationUniversity;Abstract：Basedonthecharacteristicsofangle-resolvedphotoemissionspectroscopy,afaststitchingalgorithmwasproposed・Firstly,uniformlydistributedpo

3、intsinmomentumspaceweregenerated,thenanglesforeachmomentumpointwerecalculatedusingtheangle_momentumconversionformulainvcrscly,finallythevaluesforthepointsinmomentumspacebyinterpolationinanglespacewereobtained.Becausethefaststitchingalgorithmdidnotinvolvecomplicatedtime-consumingproce

4、ssessuchastriangulationandgeometricordering,thecomputationspeedincreased2ordersofmagnitudecomparedtothatofthetraditionalalgorithm,andtheintcrpolationqualitydidnotdegradc.Combinedwithparallelcomputing,computationspeedcouldbefurtherimproved.Keyword：angle-resolvedphotoemissionspectrosco

5、py;datastitching;griddedmatrixdata;Received：2017-06-271887年，赫兹发现当入射光照射到金属表而时，会有电子从金属表而逸出・1905年，爱因斯坦提出了“光电子”的概念，从量子力学的角度完美地解释了光电效应.由于光电子携带了材料内部电子结构的信息，因此可以通过探测光电子来研究材料的电子结构，角分辨光电子能谱就是该原理的具体应用上贸.实验上，通过电子能量分析器探测出射的光电子，得到数据为某一方向立体角内电子的统计数•从实验得到的光电子统计数是按照角度分布的•为了方便研究，需要将角度转换为动量（实际上是动量在k厂k

6、,面上的投影），经过转换后的数据为光电子统计数随动量（爲kJ的分布•在角度空间分布于一条线上的光电子（目前主流探测器都是这种模式），转换到动量空间的分布是一条弯曲的曲线•因此要获得某个动量平面内所有光电子的分布，就要求对各个不同角度下（通常这个角度就是测量样品的取向）的测量数据进行拼接⑷•在拼接数据时，传统的方法先由角度换算为动量，然后在动量空间进行均匀插值，这种方法存在耗时较大的缺点.由于角分辨光电子能谱实验要求极度清洁的样品表面，如果耗时过长，样品清洁度将会下降，从而导致实验失败.因此无论是从数据处理效率还是从开展实验的角度来看，都需要对传统的方法进行改进.

7、本文充分考虑了角分辨光电子能谱实验数据的相邻倾角数据基本类似的特点，提出了快速数据拼接算法，该算法首先生成均匀分布的动量点，然后逆用角度动量转换公式获取对应的角度值，最后在角度空间进行插值.由于避开了普通插值的三角剖分和几何排序等复杂过程，可将运算速度提高2个数量级.1角分辨光电子能谱实验原理及数据的拼接角分辨光电子能谱实验的基本原理是光电效应，如图1所示•探测器收集电子的窗口是1条狭缝，1次收集1个狭长立体角空间的所有电子•原始数据为网格化的矩阵，横坐标是动能，纵坐标是角度，数据表示光电子的谱重，如图2所示.处理数据时，需要将角度转换成动量，转换的公式取决于样

8、品与电子探测器相对方位的