OIM Matrix 的提示和技巧

OIM Matrix™ 是一款功能强大的软件工具，是 OIM Analysis™ 平台的可选模块。它允许用户使用动力学衍射模型模拟电子背散射衍射 （EBSD） 花样，产生比传统的运动学衍射模拟更加逼真的花样模拟。这些更逼真的模拟花样可以轻松准确地与实验花样进行对比，以提高标定率。随着 OIM Analysis 9 的发布，OIM Matrix 模块中提供了球形标定功能，大大缩短了标定时间，并降低了高精度标定的门槛。本文提供了有关入门和使用球形标定的提示和技巧。

运行 OIM Matrix 需要什么？

OIM Matrix 是 OIM Analysis 中的一个可选模块。要进行操作，您需要 OIM Analysis和 OIM Matrix 的有效许可证 (license)。若要使用 OIM Matrix 球形标定，必须运行 OIM Analysis 9，并且需要在电脑上安装适当的图形处理器 （GPU, 显卡）。OIM Analysis和 OIM Matrix可以在连接到 EBSD 探测器和扫描电子显微镜 （SEM） 的 EDAX PC 上使用，也可以使用离线软件许可证在单独的 PC 上使用。

我需要什么样的 GPU 卡？

使用球形标定需要 Nvidia GPU 卡。对于 SEM 上的 EDAX PC，建议使用 RTX A4000 显卡作为高性能单插槽 GPU。对于离线分析 PC，您也可以使用此卡。此外，您也可以使用 RTX 40 系列中的显卡。所有这些卡都应具有至少 6 GB 的 GPU 内存，以进行球形标定分析。不同 GPU 的相对表现可在 PassMark SOFTWARE 网站上找到，使用 G3D 评级作为基准。

请注意，OIM Analysis和 OIM Matrix 可以在使用 RTX 40 系列显卡的笔记本电脑上运行。

如何在 APEX™ 中设置 EBSD 数据采集以使用球形标定？

球形标定是对保存的EBSD花样的离线分析，因此，数据采集过程中必须保存EBSD花样。可通过激活 Scan Parameters 窗口中的 Save Patterns 选项来完成，如图 1 所示。建议使用 UP2 格式，因为它提供最高的位深度图像，但如果顾虑文件大小，则可以使用 UP1 格式及其相应较低的位深度。此选项将创建一个 *.up2/.up1 花样文件，并将其保存在与 APEX 项目文件相同的文件夹中。在离开 EDAX PC 执行数据分析时，必须将 APEX 项目文件和所需的花样文件复制到离线分析 PC。

图1. Scan Parameters 窗口。

 

球形标定适用于所有的EDAX EBSD探测器。对于 Velocity™ 和 Clarity™ 检测器，建议在大多数应用场景下使用 4 x 4 binning (像素合并)。EBSD花样像素分辨率（Velocity 为120 x 120像素，Clarity 为129 x 129像素）为球形标定和取向优化提供了足够的分辨率。这方面的例子可以在 Being more precise 和 Being more precise again EDAX 博客文章中找到。

如何在 OIM Analysis 中设置球形标定？

打开要用于球形标定的数据集时，请确保 OIM Analysis 识别到了关联的花样文件。如果花样可用，您将在“Sample Summary”窗口中看到“花样”部分，其中详细说明了像素大小、图像位深度以及文件名和位置。如果扫描数据和花样文件位于同一 Windows 目录中，则这两个文件会自动关联。否则，您仍可以通过右键单击“Project Tree”中的数据集并选择“Reindex Configuration\Associate Pattern”选项，手动将花样文件与扫描数据相关联。

图2. Utilities 工具栏中的 Reindexer 按钮。

 

选择 Utilities 工具栏上的 Reindexer 按钮，如图 2 所示。这将打开 Reindexer 窗口，如图 3 所示。在Reindexer 窗口中，选择“Spherical”作为标定模式。其他可用的重新标定模式包括词典标定和 Hough 标定，它们都需要保存 EBSD 花样; 以及 Hough 峰标定，它使用 APEX EBSD 面扫时保存的 Hough 峰信息。此外，还提供取向优化模式。

图3. Reindexer窗口。

 

模拟的元花样应与感兴趣的每个物相关联。按 F6 或从图 4 所示的下拉列表中选择 Phase 选项，选择 Phase 选项。选择后，这将显示 APEX 中初始标定时使用的物相。选择物相，然后选择 Load 以关联主花样文件。OIM Analysis 9 包含一个预加载的常用材料元花样库，该库位于 Program Files\OIM Analysis 9\Materials目录中。如果感兴趣的材料不在此库中，则可以使用Utilities工具栏上的Crystal Structure Builder工具生成新的元花样。

图4. Phase 选项下拉列表。

 

关联元花样后，可以通过按 Reindexer 窗口左下角的 Re-Index Partition 按钮开始重新标定过程，如图 5 所示。请注意，此重新标定基于分区 (partitions)。此示例中使用了 All Data 分区（如图 2 的 Project Tree 所示），它允许使用球形标定重新处理所有数据点。这种基于分区的方法允许对定义的子集进行重新标定。例如，只能对低置信度标定点或选定的物相重新标定。这样可以提高重新标定过程的效率，仅在需要时使用。

图5. Reindexer 窗口中的 Re-Index Partition 按钮。

 

我应该使用什么带宽设置？

球形标定中用户需要选择的单一参数，称为带宽。较高的带宽值从模拟主花样中提取更精细的花样细节，用于花样匹配标定。63 或 95 的条带宽度值可用于对许多样品和应用进行分析。带宽值在Spherical Indexing 部分（F3）中设置，如图 6 所示。在伪对称花样等具有挑战性的应用中尝试区分相似花样时，更高的带宽可能更有帮助。请注意，标定时间是带宽参数的函数。

图6. 球形标定中的带宽设置

 

我可以将 NPAR™ 与球形标定一起使用吗？

是的，NPAR 可以与球形标定相结合，因而在标定算法中提供更高信噪比的 EBSD 花样，进一步提高标定成功率。此外，Image Processing 面板中还提供了其他图像处理选项，如图 7 所示。圆形过滤蒙版可用于传统的基于荧光的 EBSD 探测器，同时也提供有专为 Clarity 直接探测器设计的蒙版。NPAR 及其 NLPAR 扩展都可用于通过局部花样平均来改善 EBSD 信噪比。有几种背景校正选项可用于优化单相和多相样品的背景处理。还有一个 Advanced 图像处理工具箱，其中包含一系列用于解决不太常见的问题的工具。

Adaptive Histogram Equalization 是推荐用于球形标定的归一化函数。

图 7. Image Processing 面板.