[发明专利]一种光电倍增管瞬态输出特性的计算方法

摘要

本发明公布了一种用于光电倍增管瞬态输出特性的计算方法，涉及到光电倍增管输出信号的电荷量的精确计算和时间分布的准确表述。该方法具有四个方面的特征一、可以精确的表示入射光信号转换为电信号后所具有的电荷量并准确的描述倍增管输出的瞬态信号在时域中的特性。二、因其输出结果在时域中连续，使其可在频域中准确的描述倍增管瞬态信号的特性。三、式中的特性参数均来源于光电倍增管的技术手册和入射光信号的特征参数，计算有明显的物理意义。四、计算公式结构简单，计算速度快，能运用到大型仪器的电子学设计，物理分析和数据重建中。通过本发明可以对光电倍增管的瞬态输出信号进行精确的计算，其具有新颖性、创造性和实用性的特点。

主权项

一种光电倍增管瞬态输出特性的计算方法，可以计算出光电倍增管瞬态输出电流和电压与时间之间的精确的对应关系，其特征在于该计算方法包括以下内容：根据输入光信号为光子或光电子，光电倍增管的瞬态输出电流和时间的关系可由下列公式(1)或者公式(2)表示：iPMT(t)＝nphoto·QE·CE·GPMT·e·h(t)   (1)iPMT(t)＝nphotoelectron·GPMT·e·h(t)   (2)其中iPMT(t)表示的是光电倍增管在特定时间点的瞬态输出电流，nphoto表示的是入射到光电倍增管中的光子的数量，而nphotoelectron则表示入射后经光阴极转换并逸出的光电子的数量，QE和CE分别表示的光电倍增管的量子效率和收集效率，而GPMT则代表了光电倍增管在特定电压条件下的增益，e为电子电量，是常数，约等于‑1.6022×10‑19C；公式(1)和公式(2)中的函数h(t)可用于表示瞬态输出特性在时间上的分布，可由公式(3)表示：h(t)=1tpexp(-(t-tt)tp-exp(-(t-tt)tp))---(3)]]>其中tt表示光电倍增管中电子的渡越时间，tp表示光电倍增管的瞬态输出特性的分布的时间特性参数，其取值可由公式(4)确定：tp2=tr2+tj2+tl2---(4)]]>其中tr表示光电倍增管阳极信号的上升时间，tj表示电子渡越时间的扰动，tl则代表输入光信号分布的展宽，函数h(t)将光电倍增管输出特性表示为近似朗道分布，符合光电倍增管的输出特性，无截断且在时间分布上为连续；故而，入射光信号经过光电转换后，逸出得到的光电子再转换为电信号后所具有的电荷量的大小，取决入射的光子数nphoto或入射后经光阴极转换并逸出的光电子的数量nphotoelectron，量子效率QE，收集效率CE以及光电倍增管的增益GPMT。