Documentation du programme laueX

Alain Soyer
E-mail: soyer@lmcp.jussieu.fr
Fax: 33-1-44.27.37.85
Laboratoire de Minéralogie-Cristallographie associé au CNRS
Universités P. et M. Curie et D. Diderot
4, place Jussieu - tour 16
Case 115
F-75252 PARIS CEDEX 05

English version

Contenu:

Introduction:

laueX est un programme intéractif facile à utiliser grace à son interface se présentant sous la forme de menus. Il permet d'effectuer les taches suivantes:

simulation à l'écran d'un cliché de Laue connaissant l'orientation du cristal et ses paramètres de maille. Si de plus on connait la structure, le programme calcule l'intensité approximative des taches et dessine des points de taille proportionelle à cette intensité.

indexation d'un cliché de Laue expérimental, connaissant les paramètres de maille et la position d'un certain nombre de taches, dont deux de bas indices, afin de retrouver l'orientation du cristal.

réorientation ou rotation du cristal, suivit d'une nouvelle simulation.

impression d'une simulation en format Postscript dans un fichier, ou bien directement sur une imprimante laser.

laueX est écrit en langage C, et conçu pour station de travail UNIX (ou micro-ordinateur sous système UNIX). Il nécessite la présence des bibliothèques X-window (Xlib et Xt) et OSF-Motif (Xm).

Récupération du logiciel:

Le programme laueX est disponible via ftp (File Transfert Protocol) sur le réseau Internet. Pour le récupérer il suffit de suivre la procédure suivante:

connectez-vous au serveur ftp de notre laboratoire (s'il ne répond pas, essayez un autre jour: il est parfois stoppé pour effectuer des sauvegardes):
"ftp ftp.lmcp.jussieu.fr"
Name: "anonymous"
Password: "votre_nom@votre_adresse"

déplacez-vous dans le répertoire laueX:
ftp> "cd pub/sincris/software/general/laueX"

transférez le fichier archive:
ftp> "bin"
ftp> "get laueX.tar.Z"
.....
ftp> "quit"

effectuez l'extraction des fichiers:
"uncompress laueX.tar.Z"
"tar -xvf laueX.tar"

Pour les personnes non reliées au réseau Internet, le logiciel peut aussi être fournit en format "tar" sur cassette magnétique 8mm Exabyte (à envoyer à l'auteur).

Installation:

Après avoir récupéré le logiciel, vous vous trouvez avec un répertoire laueX qui a la structure suivante:

               laueX
                 |
       .---------+-----------.
       |         |           |
      doc     sources     samples
       |
  .----+----.
  |         |
  fr       en

Le répertoire doc contient la documentation française et anglaise en format html, le répertoire sources les fichiers sources du programme, et le répertoire samples quelques exemples de fichiers de données.

Déplacez-vous dans le répertoire sources:
"cd laueX"
"cd sources"

A l'aide de votre éditeur préféré (vi, emacs, xedit ...) éditez le fichier makefile:
"vi makefile"
vous devez y placer les options correctes pour la compilation et l'édition des liens sur votre système, ainsi que les noms des librairies qui peuvent varier d'une machine à l'autre (variables CC, CFLAGS, LFLAGS et XLIBS).
Les options par défaut sont pour un IBM RS6000: si vous n'êtes pas sur ce type de machine vous devez donc les mettre en commentaire en ajoutant un # en tête de ligne, et les remplacer par d'autres. Remarquez que ces variables sont indiquées en commentaire pour certains types de machines, et qu'il vous suffit de les décommenter si vous travaillez sur une de celles-ci.
Modifiez aussi si nécessaire la variable DIR qui indique le répertoire dans lequel sera placé le module exécutable.

Puis éditez le fichier include laue.h:
"vi laue.h"
vous devez placer les bons noms complets de fichiers dans les variables GEN_FILENAME et SF_FILENAME. Ces variables indiquent au programme où trouver les fichiers spgrp.gen et scat-fact.dat respectivement. Si de plus vous avez un "browser WEB" vous devez aussi mettre à jour la variable G_HELP en donnant la commande à utiliser pour accéder à la notice html.

Enfin, exécutez le makefile:
"make"
ceci va lancer la compilation de tous les modules, puis l'édition des liens. Si vous obtenez des messages d'erreurs ou même des "Warning" veuillez les envoyer à l'auteur du programme: ceci lui permettra de corriger et d'améliorer la portabilité du programme.

Si toutes les étapes précédentes se sont bien passées, vous êtes maintenant prêt à essayer laueX.

Utilisation:

Les repères utilisés:

En plus des repères cristallographiques habituels, repères de l'espace direct et du réciproque, laueX utilise d'autres repères dont deux doivent vous être connus:

Le repère de l'appareil:

C'est un repère orthonormé fixe lié à l'appareil et définit par:
O origine située au centre de la zone irradiée du cristal,
X vecteur normé dirigé vers la source de rayons X,
Y vecteur normé horizontal,
Z vecteur normé vertical.

Le repère du détecteur:

C'est un repère orthonormé mobile lié au détecteur plan et définit par:
Od origine située au centre du détecteur,
Xd vecteur normé orienté suivant l'axe "horizontal" du détecteur,
Yd vecteur normé orienté suivant l'axe "vertical" du détecteur,
Zd vecteur normé perpendiculaire à la surface du détecteur, et pointant vers le cristal.

Par exemple, dans le cas particulier d'un Laue en transmission on a Zd parallèle à X, Xd parallèle à Y et Yd parallèle à Z. Dans le cas de la réflexion: Zd parallèle à -X, Xd parallèle à -Y et Yd parallèle à Z.

Lancement du programme:

Ouvrez une session à partir d'un terminal X-window, placez vous dans le répertoire où vous désirez travailler (par exemple laueX/samples), et tapez:
laueX (ou chemin_d_acces/laueX -d display_name:0)
le menu principal du programme va alors s'afficher sur votre écran:

il comporte des boutons situés dans une barre de menu, et donnant accès à des sous-menus, ainsi qu'une zone de dessin dans laquelle sera affichée la simulation du cliché.

Le bouton "File" ouvre des sous-menus permettant de lire, modifier, créer ou sauvegarder deux types de fichiers de données: les fichiers contenant les informations concernant l'unité asymétrique du cristal, et les fichiers contenant les autres informations nécessaires à la simulation ou l'indexation.

Le bouton "Data" est utilisé pour entrer ou modifier les données du cristal, du détecteur, des taches expérimentales si il y a lieu, et de la source de rayons X.

Le bouton "Orientation" sert à donner ou modifier l'orientation du cristal.

Le bouton "Indexation" permet de tenter d'indexer un cliché expérimental, et de choisir une des solutions proposées.

La simulation du cliché se fait à l'aide du bouton "Simulation", ainsi que le choix de différentes options et l'impression du cliché simulé.

Enfin des aides en ligne sont disponibles en pressant le bouton "Help".

Format des fichiers:

Le fichier xxx.asy (voir par exemple quartz.asy) contient les informations des atomes de l'unité asymétrique. Une ligne est écrite pour chaque atome et doit contenir:

-les coordonnées cristallographiques de l'atome (3 nombres réels): ces coordonnées dans la maille doivent être données avec le choix d'origine indiqué dans les Tables Internationales, volume A (1983).
-la nature de l'atome: une chaine de caractères (4 maximum, par exemple Si pour un atome de silicium ou Fe3+ pour un ion fer); voir le fichier scat-fact.dat pour les symbols des éléments.

Le fichier xxx.dat doit être utilisé (créé, lu ou écrit) seulement à travers les menus du programme laueX. N'essayer pas de le modifier avec un éditeur. Son format n'est pas décrit ici, car il est sujet à modification dans le futur.

Un fichier contenant un spectre d'une source X doit avoir le format:
sur la première ligne le nombre de points, la longueur d'onde minimum (en Angstrom) et le pas en longueur d'onde.
Sur les lignes suivantes une valeur d'intensité par ligne (en unité arbitraire).

Bibliographie:

B.Krahl-Urban, R.Butz and E.Preuss
A simplified procedure for orientation of single crystals of any structure
Acta Cryst. A29 (1973) 86-90

J.P.Riquet et R.Bonnet
Dépouillement par ordinateur des clichés de diffraction obtenus par la méthode de Laue
J.Appl.Cryst. 12 (1979) 39-41

E.Preuss
Plot program for Laue patterns and stereographic projections
Computer Physics Commun. 18 (1979) 261-275

C.A.Cornelius
A simple computer method for the orientation of single crystals of any structure using Laue back-reflection X-ray photographs
Acta Cryst. A37 (1981) 430-436

J.Laugier and A.Filhol
An interactive program for the interpretation and simulation of Laue patterns
J.Appl.Cryst. 16 (1983) 281-283

G.Christiansen and L.Gerward
LAUE - a program for high-precision orientation of crystals using the Laue method
J.Appl.Cryst. 22 (1989) 397

C.Marin, A.Cintas and E.Dieguez
Development of the computational procedures for the simulation and indexing of back-reflection Laue patterns
J.Appl.Cryst. 27 (1994) 846-852

J.W.Campbell
LAUEGEN, an X-windows-based program for the processing of Laue X-ray diffraction data
J.Appl.Cryst. 28 (1995) 228-236

C.Marin and E.Dieguez
A method for complete generation of back-reflection Laue patterns of any single crystal
J.Appl.Cryst. 28 (1995) 839-842

Annexe:

Pour chaque groupe d'espace, les "International Tables for Crystallography" (1983) Vol.I donnent les éléments de symétrie générateurs recommandés. Tous ces générateurs sont décrits au chapitre 11, table 11.2 et 11.3 pages 791 et 792.
Le fichier spgrp.gen contient les générateurs de tous les groupes d'espace des tables (y compris les différents choix possibles pour les axes et l'origine).

Table I:

Generator symbol ! Indices           ! Generator ! Subroutine name
                 !                   ! number    ! 
-----------------+-------------------+-----------+----------------
  1              ! 0, 0, 0           !  1        ! TRANSL
-----------------+-------------------+-----------+----------------
 -1      0,0,0   ! 0, 0, 0           ! -1        ! CENTRE
 -1      0,0,0   ! 0, 0, 0 Hexagonal !           !
-----------------+-------------------+-----------+----------------
  2      0,0,z   ! 0, 0, 1           !  2        ! AXE2N
  2      0,y,0   ! 0, 1, 0           !           !
  2      x,0,0   ! 1, 0, 0           !           !
  2      x,x,0   ! 1, 1, 0           !           !
  2      x,0,x   ! 1, 0, 1           !           !
  2      0,y,y   ! 0, 1, 1           !           !
  2      x,-x,0  ! 1,-1, 0           !           !
  2      -x,0,x  !-1, 0, 1           !           !
  2      0,y,-y  ! 0, 1,-1           !           !
  2      0,0,z   ! 0, 0, 1 Hexagonal !           !
  2      x,x,0   ! 1, 1, 0 Hexagonal !           !
  2      x,-x,0  ! 1,-1, 0 Hexagonal !           !
-----------------+-------------------+-----------+----------------
  m      x,y,0   ! 0, 0, 1           ! -2        ! MIRORN
  m      x,0,z   ! 0, 1, 0           !           !
  m      0,y,z   ! 1, 0, 0           !           !
  m      x,-x,z  ! 1, 1, 0           !           !
  m      -x,y,x  ! 1, 0, 1           !           !
  m      x,y,-y  ! 0, 1, 1           !           !
  m      x,x,z   ! 1,-1, 0           !           !
  m      x,y,x   !-1, 0, 1           !           !
  m      x,y,y   ! 0, 1,-1           !           !
  m      x,y,0   ! 0, 0, 1 Hexagonal !           !
  m      x,-x,z  ! 1, 1, 0 Hexagonal !           !
  m      x,x,z   ! 1,-1, 0 Hexagonal !           !
-----------------+-------------------+-----------+----------------
  3(+)   x,x,x   ! 1, 1, 1           !  3        ! AXE3N
  3(+)   x,-x,-x ! 1,-1,-1           !           !
  3(+)   -x,x,-x !-1, 1,-1           !           !
  3(+)   -x,-x,x !-1,-1, 1           !           !
  3(-)   x,x,x   ! 1, 1, 1           !           !
  3(-)   x,-x,-x ! 1,-1,-1           !           !
  3(-)   -x,x,-x !-1, 1,-1           !           !
  3(-)   -x,-x,x !-1,-1, 1           !           !
-----------------+-------------------+-----------+----------------
 -3(+)   x,x,x   ! 1, 1, 1           ! -3        ! AXE3IN
 -3(+)   x,-x,-x ! 1,-1,-1           !           !
 -3(+)   -x,x,-x !-1, 1,-1           !           !
 -3(+)   -x,-x,x !-1,-1, 1           !           !
 -3(-)   x,x,x   ! 1, 1, 1           !           !
 -3(-)   x,-x,-x ! 1,-1,-1           !           !
 -3(-)   -x,x,-x !-1, 1,-1           !           !
 -3(-)   -x,-x,x !-1,-1, 1           !           !
-----------------+-------------------+-----------+----------------
  4(+)   0,0,z   ! 0, 0, 1           !  4        ! AXE4N
  4(+)   0,y,0   ! 0, 1, 0           !           !
  4(+)   x,0,0   ! 1, 0, 0           !           !
  4(-)   0,0,z   ! 0, 0, 1           !           !
  4(-)   0,y,0   ! 0, 1, 0           !           !
  4(-)   x,0,0   ! 1, 0, 0           !           !
-----------------+-------------------+-----------+----------------
 -4(+)   0,0,z   ! 0, 0, 1           ! -4        ! AXE4IN
 -4(+)   0,y,0   ! 0, 1, 0           !           !
 -4(+)   x,0,0   ! 1, 0, 0           !           !
 -4(-)   0,0,z   ! 0, 0, 1           !           !
 -4(-)   0,y,0   ! 0, 1, 0           !           !
 -4(-)   x,0,0   ! 1, 0, 0           !           !
-----------------+-------------------+-----------+----------------
  2      x,0,0   ! 1, 0, 0 Hexagonal !  5        ! AXE2H
  2      0,y,0   ! 0, 1, 0 Hexagonal !           !
  2      x,2x,0  ! 1, 2, 0 Hexagonal !           !
  2      2x,x,0  ! 2, 1, 0 Hexagonal !           !
-----------------+-------------------+-----------+----------------
  m      x,2x,z  ! 1, 0, 0 Hexagonal ! -5        ! MIRORH
  m      2x,x,z  ! 0, 1, 0 Hexagonal !           !
  m      x,0,z   ! 1, 2, 0 Hexagonal !           !
  m      0,y,z   ! 2, 1, 0 Hexagonal !           !
-----------------+-------------------+-----------+----------------
  6(+)   0,0,z   ! 0, 0, 1 Hexagonal !  6        ! AXE6H
  6(-)   0,0,z   ! 0, 0, 1 Hexagonal !           !
-----------------+-------------------+-----------+----------------
 -6(+)   0,0,z   ! 0, 0, 1 Hexagonal ! -6        ! AXE6IH
 -6(-)   0,0,z   ! 0, 0, 1 Hexagonal !           !
-----------------+-------------------+-----------+----------------
  3(+)   0,0,z   ! 0, 0, 1 Hexagonal !  7        ! AXE3H
  3(-)   0,0,z   ! 0, 0, 1 Hexagonal !           !
-----------------+-------------------+-----------+----------------
 -3(+)   0,0,z   ! 0, 0, 1 Hexagonal ! -7        ! AXE3IH
 -3(-)   0,0,z   ! 0, 0, 1 Hexagonal !           !
-----------------+-------------------+-----------+----------------

Bilan:

Veuillez complèter les informations suivantes et les renvoyer par messagerie électronique ou fax à l'auteur. Merci (Ceci n'est qu'un modèle: vous pouvez ajouter autant de lignes et de commentaires que vous le désirez).

Nom:

Institution:

Adresse postale:
.
.

Numéro de fax:

Adresse électronique:

Comment avez-vous été informé de l'existance du logiciel laueX ?
.
.

Avez-vous eu des problèmes pour récupérer le logiciel ?
.

Si oui, lesquels:
.
.

Marque, type et modèle d'ordinateur utilisé:
.

Avez-vous rencontré des problèmes lors de l'installation ?
.

Si oui, lesquels:
.
.

Avez-vous trouvé des erreurs dans laueX ?
.

Si oui, lesquelles:
.
.

Etes-vous satisfait de laueX ?
.

Si non, pour quelles raisons:
.
.

Quelles améliorations aimeriez-vous trouver dans la prochaine version du programme ?
.
.

Autres commentaires:
.
.