人生攻略本:いつか誰かの役に立ちますように

今回の攻略ではハッピーエンドを目指します。

光学測定のピークフィッティング、ピーク分離ソフトの探索

自分は雰囲気で研究をやっています。

ラマン分光法やX線回折法を用いて結晶構造や元素の分析を日々行なっています。

 

測定において混ざるノイズは少なからずあり、測定データを見ると、全体としてはある程度曲線の形が認識できますが、細かいところはギザギザとしてグラフが描かれています。

これを滑らかな曲線で近似して、ピークの最大値を持つ位置を特定したり、半値幅を得るなどしています。この近似をピークフィッティングだと認識しています。

 

また、検出されるピークの位置が近いものだとピークの裾にもう一つピークがあったり、小さいピークが大きなピークに喰われたりしていることがあります。その場合にどのようなピークの重ね合わせによって、その測定データとして表に出てきているかを考える必要があります。重なっているままだと喰われた側の小さなピークの最大値位置が分からなかったりします。このどのようなピークの重ね合わせになっているかを明らかにすることがピーク分離だと思っています。

 

以上前置き

ここから本題

 

手でピークフィッティング等をするのは面倒なので、もちろんソフトウェアを使います。

有名なのはOriginとかPeakfitとかでしょうか。大抵はOriginで解決できるので、それを使いましょう。有料ですが。

しかし、簡易的な分析で十分な場合はフリーソフトでやってます。

 

以前まではXPSpeak4.1というソフトウェアを使っていましたが、パソコンの新調時にインストールソフトのダウンロードができなくなってしまっていました。なので、代替のフリーソフトを探します。

条件は

ピークフィッティングに用いる関数でガウス関数ローレンツ関数が選択できること。

 

Fitykというソフトが使えそうな感じです。PDIndexerというものもありましたが、関数がよくわからないので辞めておきます。でも使いこなせたらかなり便利そうです。

 

同じ測定データをXPSpeakとfitykでそれぞれ処理した時の結果を比較して、fitykを採用するか考えます。

 

フィッティングソフト候補

・XPSpeak4.1(公開停止):無料。

 

PDindexer

HP:PDIndexer – Seto's Page

manual:【PDIndexer】XRD測定に便利なツールの基本的な使い方 | 大学生活のすゝめ

PDIndexer Help Page

 

・fityk

HP:Fityk --- curve fitting and peak fitting software

manual:https://buildmedia.readthedocs.org/media/pdf/fityk/latest/fityk.pdf

Gaussian:  (A):

Lorentzian:  (A):

がそれぞれあるが、両方実際に試してよりフィットするほうを選択するのがよさそう。

 

・SciDAVis

HP:SciDAVis

manual:https://core.ac.uk/download/70323998.pdf

 

・LabPlot

HP:LabPlot – Scientific plotting and data analysis

 

・Aveloy Graph

HP:Aveloy Graph

 

・Kst:

Chapter 5. Plugins, Fits, and Filters

gaussian (weighted)  

lorentzian (weighted)

 

・OpenChrom

HP:Openchrom by Lablicate

manual?:File based identification (NIST-DB alternative) – Open Source Spectrometry

 

 

gnuplot:gauss関数のフィッティング機能はある。lorentz関数がなかったので落選。

・Igor pro:有料。試用期間30日。

・QtiPlot:有料。無料トライアル版は1回20分。

gauss Y(x) = y0 + Ae-(x - xc)2/2w2

lorentz Y(x) = y0 + 2Aw/[4π(x - xc)2 + w2]

・peak resolve(OMNIC):入手先が不明で断念

・DPlot:有料。試用版は30日間。

・MagicPlot:有料。

 

 

参考 Origin Pro(引用元:非線形フィット関数の一覧 | データ分析・グラフ作成 Origin | ライトストーン)

Gauss(面積パラメータ):

 

GaussAmp(振幅パラメータ):

Gaussian:

Lorentz:

 

 

 

*フィッティング関数の使い道

対称性をもつピーク

ガウス関数:XRDの結晶ピーク、ラマン分光の非晶質ピーク

ローレンツ関数:ラマン分光の結晶ピーク

非対称性をもつピーク

ガウシアン関数:XRDの結晶ピーク、ラマン分光の非晶質ピーク

ローレシアン関数:ラマン分光の結晶ピーク

で有効。

フォークト関数がガウスローレンツの組み合わせらしいですが、詳細は不明。

 

 

2022/06とりあえず気分でかけるとこまで書いた

2023/07まとめるのをめんどくさがって放置してたのを進める