[发明专利]基于微通道板位敏阳极光子计数成像探测器的优化方法

权利要求书

1.基于微通道板位敏阳极光子计数成像探测器的优化方法，其特征在于，包括步骤：

S1、将基于微通道板位敏阳极光子计数成像探测器内的空间电荷行为情况分解为微通道板内电荷分布情况、微通道板与感应层薄膜间电荷分布情况、感应层薄膜上电荷分布情况、位敏阳极电荷分布情况，并基于所述微通道板内电荷分布情况、所述微通道板与感应层薄膜间电荷分布情况、所述感应层薄膜上电荷分布情况、所述位敏阳极电荷分布情况，构建由微通道板内空间电荷行为模型、微通道板出射端与感应层薄膜间空间电荷行为模型、感应层薄膜内空间电荷扩散行为模型以及电荷分割型阳极极间串扰模型串联构成的基于微通道板位敏阳极光子计数成像探测器的一体化仿真模型；

S2、统计位敏阳极面板上的电荷量，将位敏阳极收集的电荷量代入质心解码算法，获得模拟仿真图像；

S3、比较输入图像与仿真图像的图像分辨率与图像非线性，判断输入图像是否满足设置精度；以及

S4、当输入图像不满足设置精度时，迭代优化基于微通道板位敏阳极光子计数成像探测器的一体化仿真模型参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括步骤：

S11、构建微通道板内空间电荷行为模型；

S12、以微通道板内空间电荷行为模型的空间电荷分布情况结果作为输入，构建微通道板出射端与感应层薄膜间空间电荷行为模型；

S13、以微通道板出射端与感应层薄膜间空间电荷行为模型的空间电荷分布情况结果作为输入，构建感应层薄膜内空间电荷扩散行为模型；以及

S14、以感应层薄膜内空间电荷扩散行为模型的空间电荷分布情况结果作为输入，构建电荷分割型阳极极间串扰模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S11包括步骤：

S111、构建基于微通道板位敏阳极光子计数成像探测器的三维模型与设定基于微通道板位敏阳极光子计数成像探测器的空间电荷行为的初始环境；和

S112、构建微通道板内二次电子倍增模型，获得微通道板内二次电子倍增模型出射电荷轨迹情况结果。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤S111中，利用COMSOLMultiphysics软件参数化建模模块，构建基于微通道板位敏阳极光子计数成像探测器的三维模型，并选择COMSOL Multiphysics软件中的静电场分析模块，对微通道板入射面、微通道板出射面、真空室壁及位敏阳极进行边界条件设定，还原基于微通道板位敏阳极光子计数成像探测器的三维模型处于初始状态时每点空间电荷的电势值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤S112中，选择COMSOLMultiphysics软件中的带电粒子追迹模块，根据二次电子发射原理，利用Monte-Carlo方法模拟空间电荷在微通道板中的运动过程或者查阅微通道板二次电子发射系数曲线，将二次电子发射系数嵌入到COMSOL Multiphysics软件中，设定空间电荷碰撞微通道板通道壁时的边界条件，在设定的模拟时间步长△t内，模型内所有空间电荷的速度v(x,y,z)及位移s(x,y,z)，COMSOL Multiphysics软件根据空间电荷运动学方程公式(1)和(2)，计算出空间任一点(x,y,z)的运动状态，完成微通道板内二次电子倍增的追迹过程，获得微通道板内二次电子倍增模型出射电荷轨迹情况结果：

其中，公式(1)和(2)中，m为粒子质量，q为电荷量，E(x,y,z)为空间任意一点电场强度。