[发明专利]一种同时测量光在探测器里反射步长和Tyvek反射率的方法

说明书

本发明公开了一种同时测量光在探测器里反射步长和Tyvek反射率的方法。本方法为：1)将选取的内壁为高反射Tyvek材料的圆柱形探测器充满纯净空气，并设置一个光电倍增管；2)利用选取的光源在该探测器里照射，用光电倍增管采集光信号；3)改变该探测器内壁的反射面积，重复步骤2)；然后根据采集的光信号拟合得到不同反射面积时光子在该探测器的有效衰减长度λ’；4)根据步骤3)得到的数据，利用1/λ’＝‑ln(f)/L‑ln(r)/L拟合λ’关于反射面积占该探测器内壁面积比例r的对应点，同时测量出空气中Tyvek的反射率和平均反射步长。本方法操作简单且误差小精度高，原理新颖，具有很强的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种通过测量光子数衰减测量光在探测器里平均反射步长和Tyvek内壁反射率的方法；通过测量光在内壁为漫反射为主高反射材料的圆柱形探测器里光子数衰减因子随反射材料面积的变化，用一种简易新型方法同时测量探测器里为空气时光在探测器里的平均反射步长以及空气中探测器内壁Tyvek的反射率。

背景技术

Tyvek是美国杜邦公司生产的一种以漫反射为主的高反射材料，被广泛用做探测器反射材料和包装材料等。Tyvek的反射光85％以上是漫反射，剩下的是弥散镜面反射。空气中Tyvek对光的反射率可以达到90％以上。

内壁为高反射Tyvek的圆柱形探测器被广泛应用于高能物理等实验中。例如Auger和LHAASO高海拔宇宙线探测器实验都用圆柱形内壁为Tyvek材料里面充满超纯水的水切伦科夫探测器作为缪子探测器。光子在探测器里反射一次平均走过的路程(反射步长)是决定探测器信号大小和性能的一个重要参数，知道光在探测器里的反射步长对理解探测器响应和反射材料的特性有重要意义。特定波长的光在探测器里的平均反射步长主要由探测器的结构以及光在内壁Tyvek上反射光强角分布随入射角度大小的变化。一般需要测量不同入射角的光打在Tyvek上时在不同反射角度上的反射光强分布才能近似得到漫反射比例和弥散镜面反射的角分辨等参数，然后将参数带入探测器模拟程序才能近似得到光在探测器里的平均反射步长。测量光在立体空间不同角度上的反射光强分布是一项很复杂的工作。而且反射光强角分布依赖于光波长和入射角以及探测器里的介质，这种方法复杂且只能近似得到光在探测器里的平均反射步长。

以漫反射为主材料的反射率有一定程度依赖于光的入射角度和光波长以及材料所在的介质等。目前主要用积分球仪器测量漫反射为主材料的反射率，测量仪器价格昂贵一般只能去计量院测量且精度有待于提高。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种同时测量光在探测器里反射步长和Tyvek反射率的方法。

本发明的技术方案为：

一种同时测量光在探测器里反射步长和Tyvek反射率的方法，其步骤为：

1)将选取的内壁为高反射Tyvek材料的探测器里充满空气，并设置一个光电倍增管；探测器外面用黑色遮光布避光或放于暗室中；

2)利用选取的光源在该探测器里照射，用所述光电倍增管采集光信号；

3)改变该探测器内壁的反射面积，重复步骤2)；然后根据采集的光信号拟合不同反射面积时光子在该探测器的有效衰减长度λ’；

4)利用公式1/λ’＝-ln(f)/L-ln(r)/L拟合有效衰减长度λ’关于反射面积占该探测器内壁面积比例r的对应点，通过拟合测量出空气中Tyvek的反射率和探测器里为空气时光在该探测器里的平均反射步长L。其中，f为该探测器内壁材料的反射率。拟合时f和L可以都设成待拟合的未知参数，通过最小二乘拟合可以拟合出f和L的精确结果。

进一步的，该探测器内壁反射面的反射率大于90％且以漫反射为主。

进一步的，该探测器为圆柱形探测器。

进一步的，该圆柱形探测器的内径大于50cm、高度大于70cm。