[發明專利]光電倍增管單光電子響應刻度方法、裝置及探測器

在審

• 申請號: 202210407382.4
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114705308A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 江琨;王巖;唐澤波;查王妹;李澄;沈凱峰
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00;G01V8/10;G06F17/15;G06F30/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本公開提供了一種光電倍增管單光電子響應刻度方法、裝置、設備、介質和探測器。該方法包括：分別在m個光強下獲取光電倍增管輸出信號的電荷譜，得到m個電荷譜；分別確定m個電荷譜中落于目標電荷區間內的光電子事例數，得到m個第一事例數；依據m個第一事例數與光電子事例數概率分布模型，得到單光電子響應函數在目標電荷區間內的概率；以第一區間寬度為步長，更新目標電荷區間，重復執行獲取單光電子響應函數在目標電荷區間內的概率的操作，直至以第一區間寬度遍歷電荷譜中所有電荷值，從而得到單光電子的電荷響應分布函數，以及依據單光電子的電荷響應分布函數確定針對光電倍增管的單光電子響應信息。

技術領域

本公開涉及光電探測技術領域，尤指一種光電倍增管單光電子響應刻度方法、裝置、電子設備、存儲介質和計算機程序產品以及一種探測器。

背景技術

光電倍增管(Photomultiplier Tube，PMT)是指將微弱光信號轉換成電信號的真空電子器件。光電倍增管通常應用于弱光環境中，能夠在低能級光度學和光譜學方面測量極微弱輻射功率，具有廣泛的應用范圍。其中，若在應用中能夠準確得到光電倍增管的單光電子響應信息，例如平均光電子數，單光電子響應分布的平均值、方差以及更高階矩等，對于刻度探測器的工作增益、能量分辨率等參數至關重要。

為了得到光電倍增管的單光電子響應信息，相關技術中通常是先假設光電倍增管的單光電子響應函數符合的數學解析模型。然后，通過卷積背景噪聲以及光電子數分布函數得到光電倍增管對光電子譜的單光電子響應函數，利用該函數擬合光電子譜，從而得到描述單光電子響應的參數。然而，采用上述方法得到的光電倍增管單光電子響應函數依賴于預先假設的單光電子響應函數數學解析模型，無法精確描述實際的單光電子響應函數，從而導致測量結果不準確。

發明內容

有鑒于此，本公開提供了一種光電倍增管單光電子響應刻度方法、裝置、電子設備、存儲介質和計算機程序產品以及一種探測器，以期至少部分地解決上述存在的技術問題。

根據本公開的一方面，提供了一種光電倍增管單光電子響應刻度方法，包括：在m個光強下，分別獲取光電倍增管輸出信號的電荷譜，得到m個電荷譜；m為大于3的整數；分別確定m個電荷譜中落于目標電荷區間內的光電子事例數，得到m個第一事例數；目標電荷區間具有第一區間寬度；依據m個第一事例數以及光電子事例數概率分布模型，得到單光電子響應函數在目標電荷區間內的概率；光電子事例數概率分布模型表征了不同電荷譜中落于第一區間寬度內的光電子事例數的概率分布情況；以第一區間寬度為步長，更新目標電荷區間，重復執行獲取單光電子響應函數在目標電荷區間內的概率的操作，直至以第一區間寬度遍歷電荷譜中所有電荷值，得到多個單光電子響應函數在目標電荷區間內的概率；依據多個單光電子響應函數在目標電荷區間內的概率，得到單光電子的電荷響應分布函數；以及依據單光電子的電荷響應分布函數，確定針對光電倍增管的單光電子響應信息。

根據本公開的實施例，m個電荷譜包括無光測量條件下得到的電荷譜以及(m-1)個不同的有光測量條件下得到的電荷譜；上述方法還包括：確定第一次有光測量條件下得到的平均光電子數；以及將平均光電子數應用于預先構建的光電子事例數概率分布優化模型，得到光電子事例數概率分布模型。

根據本公開的實施例，上述方法還包括：分別在無光測量條件下與第一次有光測量條件下獲取光電倍增管輸出信號的幅度譜，得到無光測量條件下的幅度譜與第一次有光測量下的幅度譜。

根據本公開的實施例，確定第一次有光測量條件下得到的平均光電子數包括：分別確定無光測量條件下的幅度譜中幅度低于幅度閾值的事例數與第一次有光測量條件下的幅度譜中幅度低于幅度閾值的事例數；以及依據無光測量條件下的幅度譜中幅度低于幅度閾值的事例數以及第一次有光測量條件下的幅度譜中幅度低于幅度閾值的事例數，確定第一次有光測量條件下得到的平均光電子數。

根據本公開的實施例，光電子事例數概率分布模型滿足：