[发明专利]一种提高光电倍增器光阴极光利用率的优化设计方法

权利要求书

1.一种提高光电倍增器光阴极光利用率的优化设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：选取光电倍增器几何体的形状参数，对于椭球体选取长短轴比为形状参数R，所述的形状参数R选取的初始形状参数值为1.0；

步骤2：利用蒙特卡洛程序描述光电倍增器的几何体的基本几何特征层，基本几何特征层分为五部分，从外向里分别是：光电倍增器工作介质（1）、入射窗玻璃层（2）、光阴极（3）、真空（4）、电子倍增部分（5）；

步骤3：输入所述基本几何特征层的材料参数，材料参数包括：化学成分、密度、物质对于不同波长光的折射率和吸收长度；

步骤4：定义光电倍增器相邻基本几何特征层之间的界面，从外向里依次包括四个界面，分别为入射窗玻璃界面（8）、光阴极界面（9）、真空界面（10）、电子倍增器界面（11），当光通过界面时有反射和折射，服从斯涅尔定律；

步骤5：根据探测光光谱抽样光子的波长，光子随机产生于靠近入射窗玻璃界面（8）的光电倍增器工作介质中，运动方向随机，为了减小统计误差每次模拟预设数量的光子；

步骤6：模拟光子在上述材料中的物理过程，并判断光子是否到达光阴极（3）；

步骤7：计算得出光子到达光阴极（3）的比例A，A=m/n，其中:n为在光电倍增器工作介质（1）中产生的到达入射窗玻璃界面（8）的光子数，m为到达光阴极（3）的光子数；根据如下判断规则决定是否返回步骤2；

判断规则为：每一个形状参数值对应一个光子到达光阴极（3）的比例，通过增大形状参数R的形状参数值，能够得到光子到达光阴极（3）的比例随所述形状参数值的变化曲线，得到的曲线中光子到达光阴极（3）的比例最大值，对应的形状参数值为最优形状参数值，当达光阴极（3）的比例为最大值时，输出结果，否则，返回步骤2重复上述步骤。

2.根据权利要求1所述的的优化设计方法，其特征在于：所述增大形状参数R的形状参数值具体方法为：每次返回步骤2时，将椭球体的长轴固定，调整形状参数R，形状参数R在1.0到2.0之间每隔0.1调整一次，大于2.0时每隔1.0调整一次直到为6.0。

3.根据权利要求1或2所述的优化设计方法，其特征在于：所述光电倍增器工作介质（1）的材料为液体闪烁体、水或真空。

4.根据权利要求1或2所述的优化设计方法，其特征在于：所述光阴极（3）为透射式光阴极。

5.根据权利要求1或2所述的优化设计方法，其特征在于：所述电子倍增部分（5）为打拿极式或者微通道板式。