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单晶的生长和应用需要确定其相对于材料外表面或其它几何特征的晶格取向。目前主要采用的定向方法是X射线衍射法，测量一次只能获取一个晶格的平面取向，测量出所有完整的晶格取向需要进行反复多次测量，通常是进行手动处理，而完成这个过程至少需要几分钟甚至数十分钟。
在测量过程中，晶体以恒定速度围绕转盘中心的旋转轴，即系统的参考轴旋转，X射线管和带有面罩的数据探测器处于固定位置不动。X射线光束倾斜着照射至样品，经过晶体晶格反射后探测器进行数据采集，在垂直于旋转轴（ω圆）的平面内测量反射的角位置。选择相应的主光束入射角，并且检测器前面的面罩进行筛选定位，从而获得在足够数量的晶格平面上的反射，进而可以评估晶格所有数据。整过过程必须至少测量两个晶格平面上的反射。对于对称轴接近旋转轴的晶体取向，记录对称等值反射的响应数，整个测量仅需几秒钟。
利用反射的角度位置，计算晶体的取向，例如，通过与晶体坐标系有关的极坐标来表示。此外，圆上任何晶格方向投影的方位角都可以通过测量得到。
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