[发明专利]光电倍增管单光电子响应刻度方法、装置及探测器

说明书

本公开提供了一种光电倍增管单光电子响应刻度方法、装置、设备、介质和探测器。该方法包括：分别在m个光强下获取光电倍增管输出信号的电荷谱，得到m个电荷谱；分别确定m个电荷谱中落于目标电荷区间内的光电子事例数，得到m个第一事例数；依据m个第一事例数与光电子事例数概率分布模型，得到单光电子响应函数在目标电荷区间内的概率；以第一区间宽度为步长，更新目标电荷区间，重复执行获取单光电子响应函数在目标电荷区间内的概率的操作，直至以第一区间宽度遍历电荷谱中所有电荷值，从而得到单光电子的电荷响应分布函数，以及依据单光电子的电荷响应分布函数确定针对光电倍增管的单光电子响应信息。

技术领域

本公开涉及光电探测技术领域，尤指一种光电倍增管单光电子响应刻度方法、装置、电子设备、存储介质和计算机程序产品以及一种探测器。

背景技术

光电倍增管(Photomultiplier Tube，PMT)是指将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。光电倍增管通常应用于弱光环境中，能够在低能级光度学和光谱学方面测量极微弱辐射功率，具有广泛的应用范围。其中，若在应用中能够准确得到光电倍增管的单光电子响应信息，例如平均光电子数，单光电子响应分布的平均值、方差以及更高阶矩等，对于刻度探测器的工作增益、能量分辨率等参数至关重要。

为了得到光电倍增管的单光电子响应信息，相关技术中通常是先假设光电倍增管的单光电子响应函数符合的数学解析模型。然后，通过卷积背景噪声以及光电子数分布函数得到光电倍增管对光电子谱的单光电子响应函数，利用该函数拟合光电子谱，从而得到描述单光电子响应的参数。然而，采用上述方法得到的光电倍增管单光电子响应函数依赖于预先假设的单光电子响应函数数学解析模型，无法精确描述实际的单光电子响应函数，从而导致测量结果不准确。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种光电倍增管单光电子响应刻度方法、装置、电子设备、存储介质和计算机程序产品以及一种探测器，以期至少部分地解决上述存在的技术问题。

根据本公开的一方面，提供了一种光电倍增管单光电子响应刻度方法，包括：在m个光强下，分别获取光电倍增管输出信号的电荷谱，得到m个电荷谱；m为大于3的整数；分别确定m个电荷谱中落于目标电荷区间内的光电子事例数，得到m个第一事例数；目标电荷区间具有第一区间宽度；依据m个第一事例数以及光电子事例数概率分布模型，得到单光电子响应函数在目标电荷区间内的概率；光电子事例数概率分布模型表征了不同电荷谱中落于第一区间宽度内的光电子事例数的概率分布情况；以第一区间宽度为步长，更新目标电荷区间，重复执行获取单光电子响应函数在目标电荷区间内的概率的操作，直至以第一区间宽度遍历电荷谱中所有电荷值，得到多个单光电子响应函数在目标电荷区间内的概率；依据多个单光电子响应函数在目标电荷区间内的概率，得到单光电子的电荷响应分布函数；以及依据单光电子的电荷响应分布函数，确定针对光电倍增管的单光电子响应信息。

根据本公开的实施例，m个电荷谱包括无光测量条件下得到的电荷谱以及(m-1)个不同的有光测量条件下得到的电荷谱；上述方法还包括：确定第一次有光测量条件下得到的平均光电子数；以及将平均光电子数应用于预先构建的光电子事例数概率分布优化模型，得到光电子事例数概率分布模型。

根据本公开的实施例，上述方法还包括：分别在无光测量条件下与第一次有光测量条件下获取光电倍增管输出信号的幅度谱，得到无光测量条件下的幅度谱与第一次有光测量下的幅度谱。

根据本公开的实施例，确定第一次有光测量条件下得到的平均光电子数包括：分别确定无光测量条件下的幅度谱中幅度低于幅度阈值的事例数与第一次有光测量条件下的幅度谱中幅度低于幅度阈值的事例数；以及依据无光测量条件下的幅度谱中幅度低于幅度阈值的事例数以及第一次有光测量条件下的幅度谱中幅度低于幅度阈值的事例数，确定第一次有光测量条件下得到的平均光电子数。

根据本公开的实施例，光电子事例数概率分布模型满足：