การใช้โปรแกรม Sample Alignment สำหรับ grazing incident stage

โปรแกรม Sample Alignment ใช้สำหรับการ align ตำแหน่งของตัวอย่างให้อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมกับการทดลองมากที่สุดและอยู่ในตำแหน่งที่ detector ชนิดต่าง ๆ สามารถอ่านค่าได้ดีที่สุด

ส่วนประกอบของโปรแกรม

รูปที่ 1 แสดงหน้าต่างของโปรแกรม Sample alignment

โปรแกรมประกอบด้วย 5 ส่วนหลัก ได้แก่
1. Beamline Status
2. Scan Parameters
3. Motor Control
4. ส่วนแสดงผล ซึ่งจะแสดงกราฟระหว่าง Intensity และตำแหน่งของ motor
5. ส่วนแสดงตำแหน่งของ motor ทั้งหมด

ขั้นตอนการทำ alignment grazing stage ประกอบด้วย 3 ขั้นตอนหลัก ได้แก่
1. Height adjustment เป็นการปรับ GI stage ขึ้น-ลง เพื่อให้ stage หรือ sample อยู่กึ่งกลางแสงในแนว vertical มากที่สุด
2. Theta adjustment เป็นการปรับมุมให้ผิวหน้าของ GI stage ขนานกับแสงในแนว Horizontal มากที่สุด
3. Height re-adjustment เป็นการทำซ้ำขั้นตอนที่ 1

ขั้นตอนการทำ Height adjustment
1. เลือกให้โปรแกรมอ่านค่าสัญญาณจาก I1 หรือ photodiode โดยเลือกบริเวณด้านบนขวาของหน้าต่างโปรแกรม ในการ set up การทำลอง grazing incident ทั้งการใช้ Mythen Detector และ MAR345 Detector จะเลือกอ่านค่าสัญญาณจาก photodiode

รูปที่ 2 แสดงบริเวณที่ใช้เลือกให้โปรแกรมอ่านค่าสัญญาณ
2. กดปุ่ม [read] ทางด้านซ้ายเพื่ออ่าน counts ที่ได้จาก photodiode และเช็คว่าตำแหน่งของ photodiode ตรงกับตำแหน่งของแสงที่ออกจาก I0 หรือไม่ โดยค่าที่อ่านได้จะมากที่สุดเมื่ออยู่ตรงตำแหน่งแสงพอดี
3. ในส่วนของ scan parameters จะต้องเลือกใช้ motor ที่เกี่ยวข้องกับการ alignment ที่ช่อง Scan Axis สำหรับ grazing incident stage ที่ติดอยู่บน 7-axis จะใช้ motor Z1 เพื่อทำ height adjustment และ Pitch เพื่อทำ pitch adjustment และสำหรับ grazing incident stage ที่ติดอยู่บน Mythen detector จะใช้ motor Sup-Z เพื่อทำ height adjustment และ Cap-pitch เพื่อทำ pitch adjustment กำหนดจุดเริ่มต้นและจุดสุดท้ายของตำแหน่ง motor ที่ต้องการสแกน ในช่อง Start และ End ตามลำดับ รวมทั้งกำหนดเวลาที่ใช้แสกนในแต่ละ point ในช่อง Time (โดยทั่วไปจะใช้ 1 sec) จากนั้นกำหนดจำนวนจุดที่ต้องการในช่วงสแกนในช่อง point เมื่อกำหนดค่าพารามิเตอร์ของการสแกนเรียบร้อยแล้ว ก่อนที่จะกดปุ่ม [Start Scan] แนะนำให้เปลี่ยน Motor Axis ในส่วน Motor Control ให้เป็น motor ตัวเดียวกันกับที่เลือกในช่อง Scan Axis
4. เมื่อเสร็จสิ้นการสแกนของ motor Z1 หรือ Sup-Z หน้าต่างจะแสดงกราฟการสแกนดังรูปที่ 1 โปรแกรมจะเลือกตำแหน่ง optimize ให้ โดยตำแหน่ง optimize ควรเป็นตำแหน่งที่อ่านค่า intensity count อยู่ตรงกลางระหว่างค่าสูงสุดและต่ำสุด ถ้าโปรแกรมเลือกตำแหน่งไม่ถูกต้อง ผู้ใช้สามารถขยับ cursor และวางไว้ที่ตำแหน่งที่ถูกต้องได้
5. ในช่อง Optimize Pos. จะแสดงค่าตำแหน่งของ motor ที่ Optimize แล้ว กดปุ่ม [Move] เพื่อสั่งให้ motor Z1 หรือ Sup-Z เคลื่อนที่ไปยังตำแหน่ง optimize * ควรเช็คให้แน่ใจว่าตำแหน่ง motor Z1 หรือ Sup-Z ตรงกับตำแหน่ง optimize แล้วจริงโดยดูจาก motor control ด้านล่างของหน้าต่างโปรแกรม


รูปที่ 3 (บน) แสดงการ align GI stage ในแนว Vertical (ล่าง) แสดงกราฟและตำแหน่ง optimized (halfcut point) ของการสแกน

ขั้นตอนการทำ Pitch adjustment
1. เปลี่ยนตำแหน่ง motor จาก Z1 เป็น Pitch หรือจาก Sup-Z เป็น Cap-pitch กำหนด parameter ที่ต้องการทำการสแกน โดยปกติ Pitch จะเริ่ม scan ในช่วง -1 ถึง 1 จำนวน 40 point และสแกน point ละ 1 sec
2. เมื่อทำการกำหนด parameter ต่าง ๆ เรียบร้อยแล้ว กดปุ่ม [Start Scan] กราฟที่ได้จากการสแกนปรากฎดังรูปที่ 3 (ขวามือ)
3. เมื่อเสร็จสิ้นการสแกน โปรแกรมจะทำการเลือกตำแหน่งที่มีค่า intensity count มากที่สุด ถ้าโปรแกรมเลือกตำแหน่งไม่ถูกต้อง ผู้ใช้สามารถขยับ cursor และวางไว้ที่ตำแหน่งที่ถูกต้องได้
4. ในช่อง Optimize Pos. จะแสดงค่าตำแหน่งของ motor ที่ Optimize เมื่อกดปุ่ม [Move] motor Pitch จะเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่ง optimize * ควรเช็คให้แน่ใจว่าตำแหน่ง motor Pitch ควรตรงกับตำแหน่งที่ optimize แล้วจริงโดยดูได้จาก motor control ด้านล่างของหน้าต่างโปรแกรม


รูปที่ 4 (บน) แสดงการ align GI stage เพื่อให้ขนานกับแสงในแนว Horizontal (ล่าง) แสดงกราฟและตำแหน่ง optimized (Max. intensity point) ของการสแกน

ขั้นตอนการทำ Hight adjustment
เมื่อทำการปรับมุมของผิวหน้าของ GI stage ให้ขนานกับแสงในแนว Horizontal ในขั้นตอนการทำ Pitch adjustment แล้ว จากนั้นจะทำ Height adjustment อีก 1 ครั้ง เพื่อหาตำแหน่งที่ stage ขนานกับแสงและอยู่กึ่งกลางแสงมากที่สุด โดยขั้นตอนนั้นทำเช่นเดียวกันกับการทำ Height adjustment รูปที่ 5 แสดงภาพถ่ายการติดตั้ง GI-stage เข้ากับ 7-axis สำหรับการทดลอง GIWAXS ที่ BL1.1W

เมื่อทำ alignment stage เรียบร้อยแล้ว จึงนำตัวอย่างไปวางบน stage และชดเชยความสูง (ความหนา) ของตัวอย่างด้วย Z2 ในกรณีที่ติดตั้งบน 7-axis หรือ Cap-Z ในกรณีที่ติดตั้งบน Mythen detector และทำ alignment ของตัวอย่างโดยใช้วิธีเดียวกับการทำ alignment stage ที่ได้กล่าวมาข้างต้น