Spectra Studio 光譜分析繪圖工具:把 XRD / FTIR / Raman / UV-Vis 數據變成可直接投稿的論文圖 — 不需要 Origin,也不需要 Python

作者 Jerry Hu · 12 分鐘閱讀 · ·
Spectra Studio 光譜分析繪圖工具:把 XRD / FTIR / Raman / UV-Vis 數據變成可直接投稿的論文圖 — 不需要 Origin,也不需要 Python

把 XRD、FTIR、Raman 與 UV-Vis 數據變成可直接投稿的論文圖 —
不需要 Origin,也不需要 Python。

一款免費的 Windows 應用:直接讀取儀器檔、清理數據、擬合峰、匯出期刊樣式圖表。無浮水印、不用寫程式、免訂閱。

為什麼升級? Pro 一次買斷 $79,解鎖分峰擬合、審稿人會問的晶粒尺寸數字與向量匯出,不用訂閱。

✅ Windows 10+(64 位元)✅ 安裝檔約 120 MB✅ 免 Python、無依賴✅ 數據全程留在本機

最後 10% 的論文圖,為什麼總是吃掉一個晚上?

真正慢的通常不是研究,而是交稿前的搬運。

在 Excel 裡拉平背景、猜峰寬、把截圖貼進 Word;換下一組樣品再重做一次,審稿人要向量檔時還得重新排版。

Spectra Studio 把這段日常流程放在同一個本機工具裡。免費版處理常見論文圖;需要分峰擬合、審稿人會問的數字或投稿用向量匯出時,Pro 才接手。

看看 Pro 替你拿掉什麼 →

一條流程,一句話講完

儀器數據
.xrdml · .brml · .uxd · .asc
.xlsx / .csv / .xy / .txt
→
Spectra Studio
平滑 · 基線 · 尋峰
擬合 · 分析 · 樣式
→
論文圖
Nature / ACS / Elsevier
PNG · PDF · SVG · EPS · TIFF

成品展示:畫出來長這樣

以下 10 張全部來自你提供的繪圖成品範例,採 responsive masonry 拼貼排版:

真實匯出成品 01 from Spectra Studio01
成品 01
真實匯出成品 02 from Spectra Studio02
成品 02
真實匯出成品 03 from Spectra Studio03
成品 03
真實匯出成品 04 from Spectra Studio04
成品 04
真實匯出成品 05 from Spectra Studio05
成品 05
真實匯出成品 06 from Spectra Studio06
成品 06

先看證據,再決定要不要付費

上面的成品全部來自你提供的 sample folder;下面的實機片段則直接展示 4 個 Pro 步驟,先看清楚輸出再決定。

10張真實匯出成品
4段 Pro 實機流程
0浮水印與訂閱制

🎬 30 秒示範

免費版就有這些功能

下載安裝的這一份程式,就是完整版——免費版功能全部立即可用($0、無限期、無浮水印);Pro 功能也已經內建在同一個安裝檔裡,購買金鑰後立即解鎖,不需要重新下載任何東西。

  • 數據載入:儀器原生檔直接讀取——PANalytical(.xrdml)、Bruker(.brml)、通用 .uxd,以及 .txt / .xy / .csv / .dat、FTIR(.asc)、UV-Vis(波長 nm 自動偵測)、DSC/TGA(Excel .xlsx / .xls)
  • 多筆數據管理:同時顯示、堆疊、歸一化、垂直偏移、批次上色
  • 預處理:Savitzky-Golay 平滑、ALS 基線校正——每次調整都即時預覽
  • 峰值分析:自動尋峰(高度/形狀判斷,靈敏度可調)
  • 期刊繪圖樣式:Nature / ACS / Elsevier 一鍵切換、圖例與刻度細調
  • 匯出:PNG / JPG(最高 300 DPI),無浮水印,可自由用於論文與報告

Spectra Studio 主畫面:左側樣品清單與工具,右側即時預覽堆疊光譜

免費版適合:載入 → 平滑 → 去基線 → 尋峰 → 期刊樣式 → PNG/JPG(最高 300 DPI)
Pro 從下一個瓶頸開始:分峰擬合、Scherrer/Williamson-Hall、Tauc、相位比對與 PDF/SVG/EPS/TIFF 匯出

為什麼研究者要升級 Pro

下面這些步驟正是吃掉你晚上的東西——而 Pro 把它們壓縮成幾秒鐘。四支實機操作,直接看:

分峰擬合 PRO
Gaussian / Lorentzian / 混合峰型,以自動尋峰結果為初始值。位置、FWHM、面積、R² 與殘差一張表輸出——直接貼進補充材料。
晶粒尺寸與微應變 PRO
每個峰用 Scherrer D = Kλ/βcosθ 算晶粒尺寸,再自動畫 Williamson–Hall 圖,輸出 D、ε 與 R²。XRD 檔 → 點一下 → 審稿人會問的數字。
相位比對與 Miller 指數 PRO
樣品峰與 PDF 參考卡比對,(hkl) 標註直接畫在峰上。「這是 α 相還是 β 相?」——幾秒鐘有答案。
向量格式匯出 PRO
PDF · SVG · EPS · TIFF(最高 600 DPI)——向量圖直接進稿件,任意縮放都清晰。不用截圖、不用重畫。

**Pro 還有 Tauc 能隙分析(UV-Vis):**載入吸收度數據,按「Tauc Bandgap」,直接 (αhν)² / 間接 (αhν)^½ 一鍵切換,線性區自動偵測並畫切線——Eg 與對應波長直接標註在圖上(自動精度約 ±0.1 eV)。可選膜厚轉換 α = 2.303A/d;留空則用相對 α,能隙值不受影響。

💡 大家實際在跑的流程:載入 → 平滑/去基線 → 自動尋峰 → 擬合 → Scherrer / Williamson–Hall → Miller 標相 → 向量匯出。在 Origin 或 Python 腳本裡這是半個下午;在 Spectra Studio 裡,這只是 UI 的自然順序。

完整流程,想深入時再展開

展開 6 步驟完整流程

下面以「六組 CO3Ap(碳酸鈣磷灰石)XRD 樣品 → ACS 期刊樣式投稿圖」為例,走完整個流程。

Step 1:載入數據

按「載入數據」選檔(或直接把檔案拖進視窗)。多檔同時載入——左側樣品清單自動填入,曲線立即顯示。堆疊、歸一化、垂直偏移讓多樣品比較一目了然。

載入多筆樣品後的主視窗

Step 2:預處理(平滑 + 基線)

在預處理面板調整平滑視窗(Savitzky-Golay)與基線參數(ALS)——每次調整都即時預覽。典型流程:平滑視窗 9–15 去除雜訊,再做基線校正把背景壓平。

平滑與基線校正後的乾淨曲線

Step 3:自動尋峰

按「自動尋峰」,工具依高度與形狀標出候選峰(靈敏度可調)。偵測到的峰同時出現在表格與圖上,立刻可以檢查。

自動尋峰對話框,候選峰即時標註

Step 4:分峰擬合(Pro)

遇到重疊峰就用分峰擬合:工具以尋峰結果當初始值,擬合 Gaussian / Lorentzian(或混合)峰型,輸出每個峰的位置、FWHM、面積、R² 與殘差——結果表可直接貼進補充材料。

分峰擬合完成:擬合曲線、各峰與殘差同時顯示

Step 5:套用期刊樣式

Nature / ACS / Elsevier 一鍵切換;圖例位置、字型、線寬、刻度方向皆可細調。Pro 額外支援 Miller 指數與相位比對標註。

套用期刊樣式並標註 Miller 指數

Step 6:匯出

先預覽再存檔,接著選格式與解析度。PNG / JPG 最高 300 DPI;Pro 解鎖 PDF / SVG / EPS / TIFF 向量匯出與更高解析度——投稿圖就從這裡出去。

匯出對話框:格式與解析度選項

晶粒大小分析(Pro):晶粒尺寸、結晶度、Tauc 能隙

審稿人最常要的三個數字——晶粒尺寸、結晶度、能隙——v2.1 起一鍵算完,不再需要手動 Excel 或 Origin。

晶粒尺寸與微應變(Scherrer / Williamson-Hall)

晶粒尺寸對話框:Scherrer 晶粒表 + Williamson–Hall 圖

v2.1.1 起不再需要先做分峰擬合——峰來源自動降級:①擬合結果 → ②自動尋峰結果 → ③對話框內一鍵尋峰。你也可以先跑 Step 4 的分峰擬合,再按「晶粒尺寸」。它會:

  • 用 Scherrer 方程式 D = Kλ/(βcosθ) 算出每個擬合峰的晶粒尺寸,含誤差傳遞,一張結果表輸出

第一次算?先讀如何從 XRD 計算晶粒尺寸(Scherrer 與 Williamson–Hall,含範例)或直接用互動式 Scherrer 計算器——學會之後,讓軟體一鍵完成。

  • 有 2 個峰以上自動畫 Williamson–Hall 圖(βcosθ vs 4sinθ);加權線性擬合輸出晶粒尺寸 D、微應變 ε 與 R²——審稿人最愛問的「尺寸 vs 應變」,30 秒回答
  • X 光波長(預設 Cu Kα = 0.15406 nm)與形狀因子 K 都可調整

注意:未扣除儀器展寬(多數期刊的常見做法);要做儀器校正請先用標準樣品校正。

結晶度

擬合後,晶粒尺寸的結晶度頁籤自動計算結晶度 = 擬合峰面積 / 擬合區間總面積,積分範圍直接畫在圖上。背景平坦的樣品可直接使用;有大片非晶包(例如聚合物)時先做基線校正。

Tauc 能隙分析(UV-Vis)

v2.1 新增 UV-Vis 光譜支援(波長 nm 自動偵測)。載入吸收度數據,按「Tauc Bandgap」:

  • 直接 (αhν)² / 間接 (αhν)^½ 能隙——一鍵切換
  • 線性區自動偵測並畫切線——Eg 與對應波長直接標註在圖上(自動精度約 ±0.1 eV)
  • 可選膜厚 d(µm)轉換吸收係數 α = 2.303A/d;留空使用相對 α——能隙值不受影響
  • 可切換手動模式:在圖上點兩下(第 1 下起點、第 2 下終點)微調線性區,即時重算

技術參考

展開支援格式、分析、樣式與匯出細節

支援的數據格式

儀器 / 類型格式說明
PANalytical(X’Pert 等).xrdmlXML 掃描數據直接讀取,無需轉檔
Bruker(DIFFRAC 等).brmlXML 掃描數據直接讀取,無需轉檔
通用儀器.uxd兩欄文字(2θ–強度)
XRD 粉末繞射.txt / .xy / .csv / .dat2θ–強度欄位自動偵測
FTIR.asc波數軸方向自動修正
RAMAN.txt / .xy / .csv與 XRD 相同載入流程
UV-Vis 吸收.txt / .xy / .csv波長 nm 自動偵測(190–1200 nm),供 Tauc 分析
DSC / TGA.xlsx / .xls直接讀取 Excel 工作表
PDF# 參考卡內建格式供相位比對使用(Pro)

峰值分析

  • 自動尋峰:依高度/形狀偵測,靈敏度可調
  • 分峰擬合(Pro):Gaussian / Lorentzian / 混合峰型;初始值自動(以尋峰結果為種子);輸出位置、FWHM、面積、R²、殘差;結果表可匯出
  • 晶粒尺寸(Pro):Scherrer 晶粒尺寸、Williamson-Hall 應變、結晶度、Tauc 能隙(見上節)
  • 微積分(Pro):一階微分(反曲點/相變點)與積分(面積/結晶度)

相位比對(Pro)

樣品峰與 PDF 參考卡比對,對應相與 Miller 指數 (hkl) 直接標註在峰上,含容差設定。「這是 α 相還是 β 相?」——幾秒鐘有答案。

期刊樣式

樣式特色
Nature無邊框、極簡、緊湊字型
Elsevier完整外框、經典學術排版
ACS左/下軸、粗線、圖內圖例

所有樣式皆可細調:字型、大小、線寬、刻度方向/長度、圖例位置、軸範圍、標題。

匯出格式

格式免費版Pro
PNG / JPG✅(≤300 DPI)✅(最高 600 DPI)
PDF / SVG / EPS—✅(向量,投稿首選)
TIFF—✅(300/600 DPI 預設)

免費版與 Pro 版

Spectra Studio 只有兩種版本:免費版與 Pro——兩者都在同一個安裝檔裡。下載一次,免費版立即可用:無時間限制、無浮水印。準備好了再買金鑰,幾秒鐘解鎖 Pro,不需要重新下載。

一張金鑰,全部 Pro 功能。 分峰擬合、晶粒尺寸、Williamson–Hall、結晶度、Tauc 能隙、相位比對、Miller 指數、向量匯出——單一金鑰解鎖所有 Pro 功能。沒有分級、沒有加購、沒有月費。

Pro 用省下的時間就回本了:那些在 Excel 裡拉基線、猜峰寬、把圖截進 Word 的夜晚,正是 Pro 替你拿掉的東西。投稿前一晚,600 DPI 向量圖直接從程式進稿件——不用重畫。

免費版Pro
價格$0(永久)$79(一次買斷)
數據載入與多樣品管理✅✅
平滑、基線校正、自動尋峰✅✅
期刊樣式與 PNG/JPG 匯出(≤300 DPI)✅✅
分峰擬合(含 R² 與殘差)—✅
晶粒尺寸:Scherrer / Williamson-Hall / 結晶度—✅
Tauc 能隙分析(UV-Vis)—✅
相位比對與 Miller 指數—✅
向量匯出:PDF / SVG / EPS / TIFF(≤600 DPI)—✅
浮水印 / 時間限制無無

🛒 購買 Pro:在 Polar 購買($79 一次買斷)付款後,Polar 立即寄送金鑰(SS_-XXXX-...,支援 2 台裝置);換機、重灌只要再次貼入金鑰即可。一張金鑰涵蓋所有 Pro 功能與未來更新。不確定?先用免費版,真的碰到 Pro 功能再決定。

安裝與下載

  • 安裝程式(建議):下載 SpectraStudio-Setup-v2.1.4.exe(120 MB)——雙擊安裝到目前使用者目錄(不需管理員權限),含開始功能表捷徑與解除安裝程式
  • 免安裝版:下載 SpectraStudio-v2.1.4-portable.exe(119 MB)——雙擊直接執行,不需安裝
  • Release 頁面:GitHub 全部版本——最新版本永遠先發布在這裡
  • 系統:Windows 10 / 11(64 位元)。安裝檔約 120 MB,不需要 Python 或任何執行環境
  • 驗證完整性(建議):每個 release 頁面都列出安裝檔的 SHA-256 檢查碼。在 PowerShell 執行:
Get-FileHash .\SpectraStudio-Setup.exe -Algorithm SHA256

把輸出與 release 頁面的檢查碼比對——確認你下載的檔案就是我們發布的檔案。

⚠️ 第一次啟動:Windows SmartScreen 可能顯示「Windows 已保護您的電腦」(未簽署安裝程式)。按一次更多資訊 → 仍要執行即可——我們正在進行程式碼簽署,未來版本會移除這個警告。(如果不放心,就用上面的 SHA-256 檢查:驗證後安心執行。)

隱私

  • 100% 本機處理。 Spectra Studio 在你的電腦上分析數據;你的光譜、樣品與實驗數據不會離開你的電腦。
  • 程式內無分析、無遙測、執行時不會連網。唯一的網路功能是啟用 Pro 時的金鑰驗證。
  • 免費版不需帳號——下載、安裝、使用。

常見問題

跟 Origin / MATLAB / Python 差在哪?

Origin 的授權模式圍繞「席位」設計,腳本也有學習曲線;Python 給你完整控制,但要先搞定環境、繪圖函式庫與時間。Spectra Studio 是 95% 日常場景的中間路線:直接讀取儀器檔,實驗室真正會用到的功能——預處理、分峰擬合、Scherrer/Williamson-Hall、Tauc、期刊樣式——都是一鍵,而且輸出審稿人會問的精確數字(R²、殘差、ε)。真的需要時,匯出乾淨數據交給你的 Python 流程,兩者共存。

免費版真的永遠免費嗎?

是。沒有試用倒數、沒有時間限制、沒有浮水印。免費版本身是完整工具,涵蓋最常見的流程(載入 → 平滑 → 尋峰 → 樣式 → PNG 匯出)。Pro 只是加上上述的深度分析功能。

購買 Pro 後需要重新下載安裝檔嗎?

不用。同一個安裝檔包含兩種版本,金鑰幾秒鐘解鎖 Pro。

我的數據會被上傳嗎?

不會。一切在本機執行,不傳輸任何資料(見上方隱私)。

圖表可以放進論文 / 碩博士論文嗎?

可以——免費版也包含在內。匯出的圖無浮水印、無署名要求。

有 Mac / Linux 版嗎?

目前以 Windows 為主(實驗室儀器電腦絕大多數是 Windows)。macOS 版是可能的下一步;Linux 使用者通常用 Windows VM 或雙系統執行——或者用下面的指南,算的是同一套東西。

相關資源

#Python#XRD#光譜#資料視覺化

相關文章