【技术实现步骤摘要】
本申请涉及单光子探测，尤其涉及一种单光子探测器探测效率测量方法、相应的装置、电子设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
1、单光子探测器因具有单光子响应灵敏度和皮秒级时间分辨率等重要特性在量子信息、激光雷达、荧光分析等前沿科学
得到了广泛应用。不同的应用场景对单光子探测器的性能有着不同的需求。准确可靠的测量出单光子探测器的性能参数是为特定应用选择合适单光子探测器的前提。探测效率是单光子探测器最核心的性能参数，用于表征单光子探测器将入射光子数转换成可探测电脉冲数的能力。
2、目前，单光子探测器探测效率的测量方法主要有相关光子法和标准探测器法两类,无论是相关光子法还是标准探测器法均采用计数器测量光照条件下单光子探测器输出脉冲的速率并由此计算探测效率,然而，由于单光子探测器存在暗计数、后脉冲等非理想特性，导致实际测得的计数中除了有光子引起的计数外，还包含暗脉冲和后脉冲计数。此外，单光子探测器还存在死时间效应，导致实际测得的计数率小于真实的光子计数率。为了获得真实的光子计数率，需对实际测量的计数率作暗计数、后脉冲以及死时间校正，这意味着还需额外的测量单光子探测器的暗计数率、后脉冲概率、死时间以及获得准确的校正模型，这些额外的测量和校正不但极大的增加了探测效率测量的复杂度，而且还会引入额外的测量误差。
3、综上所述，适应现有技术中的单光子探测器探测效率测量方法为了获得真实的光子计数率，需对实际测量的计数率作暗计数、后脉冲以及死时间校正，这些额外的测量和校正不但极大的增加了探测效率测量的复杂度，而且还会引入额外的
技术实现思路
1、本申请的目的在于解决上述问题而提供一种单光子探测器探测效率测量方法、相应的装置、电子设备及计算机可读存储介质。
2、为满足本申请的各个目的，本申请采用如下技术方案：
3、适应本申请的目的之一而提出的一种单光子探测器探测效率测量方法，包括：
4、响应单光子探测器探测效率测量指令，获得定标测量过程中单色发光二极管阵列中的每个单色发光二极管照射下第一校准光电二极管以及第二校准光电二极管的光功率，以确定每个单色发光二极管的定标系数；
5、根据所述定标系数、待测量单光子探测器的光敏面积、所述第二校准光电二极管的光敏面积以及所述待测量单光子探测器的探测效率测量过程中第一校准光电二极管的光功率，计算确定每个单色发光二极管照射到待测量单光子探测器光敏区域上的平均入射光子数；
6、获取事件刷新时数转换器中所述待测量单光子探测器在同一波长的每个光脉冲作用下产生的时间间隔数据，计算确定所述时间间隔数据落入预设的统计直方图的统计子区间的概率密度，以确定所述待测量单光子探测器在每个光脉冲照射下的时域光子概率分布；
7、采用预设的光电子计数模型对所述时域光子概率分布进行拟合，以确定所述待测量单光子探测器在单个光脉冲作用下探测到的平均光电子数；
8、基于所述平均入射光子数以及所述平均光电子数确定所述待测量单光子探测器的探测效率，以完成单光子探测器探测效率的测量。
9、可选的，获得定标测量过程中单色发光二极管阵列中的每个单色发光二极管照射下第一校准光电二极管以及第二校准光电二极管的光功率，以确定每个单色发光二极管的定标系数的步骤,包括：
10、在单色发光二极管阵列中的每个单色发光二极管照射下，确定定标测量过程第一校准光电二极管以及第二校准光电二极管的光功率；
11、基于所述第二校准光电二极管的光功率与所述第一校准光电二极管的光功率之间的比值，确定每个单色发光二极管的定标系数。
12、可选的，根据所述定标系数、待测量单光子探测器的光敏面积、所述第二校准光电二极管的光敏面积以及所述待测量单光子探测器的探测效率测量过程中第一校准光电二极管的光功率，计算确定每个单色发光二极管照射到待测量单光子探测器光敏区域上的平均入射光子数的步骤，包括：
13、获取所述待测量单光子探测器的光敏面积、所述第二校准光电二极管的光敏面积、每个单色发光二极管的定标系数、所述待测量单光子探测器的探测效率测量过程中第一校准光电二极管的光功率、每个单色发光二极管发射的中心波长以及每个单色发光二极管发射光脉冲的频率；
14、计算确定所述每个单色发光二极管发射的中心波长与所述每个单色发光二极管发射光脉冲的频率之间的第一比值；
15、计算确定所述待测量单光子探测器的光敏面积与所述第二校准光电二极管的光敏面积之间的第二比值；
16、计算确定所述每个单色发光二极管的定标系数与所述待测量单光子探测器的探测效率测量过程中第一校准光电二极管的光功率的第一乘积；
17、基于所述第一比值、第二比值以及所述第一乘积，计算确定每个单色发光二极管照射到待测量单光子探测器光敏区域上的平均入射光子数。
18、可选的，获取事件刷新时数转换器中所述待测量单光子探测器在同一波长的每个光脉冲作用下产生的时间间隔数据，计算确定所述时间间隔数据落入预设的统计直方图的统计子区间的概率密度，以确定所述待测量单光子探测器在每个光脉冲照射下的时域光子概率分布的步骤，包括：
19、采用事件刷新时数转换器记录所述待测量单光子探测器在每个光脉冲作用下产生的时间间隔数据；
20、确定统计直方图的各个统计子区间的宽度，其中，每个统计子区间表示一个时间间隔范围，所述统计子区间的宽度大于每个单色发光二极管发射脉冲的宽度；
21、将所述待测量单光子探测器在每个光脉冲作用下产生的时间间隔数据，分发至各个统计子区间中，以构建统计直方图；
22、确定所述统计直方图中的总事件以及每个统计子区间的时间间隔范围的计数，基于所述每个统计子区间的时间间隔范围的计数与所述统计直方图中的总事件之间的比值，获得所述每个统计子区间的时间间隔范围的概率密度，以确定所述待测量单光子探测器在每个光脉冲照射下的时域光子概率分布。
23、可选的，所述光电子计数模型为：
24、，
25、其中， j表示统计直方图的第 j个统计子区间；表示每个统计子区间的时间间隔范围内单光子探测器探测不到暗脉冲的概率，表示暗脉冲计数率，δ t表示每个统计子区间的时间间隔范围；表示每个统计子区间的时间间隔范围内单光子探测器同时探测不到光子引起的脉冲和暗脉冲的概率， μ表示表示单光子探测器在单个光脉冲作用下探测到的平均光电子数；表示事件刷新时数转换器的开始脉冲与光脉冲之间的延迟时间内包含的统计子区间数量； m表示统计直方图中第 m个光子概率峰； n表示周期为的光子概率峰之间包含的统计子区间数量；表示时域光子概率分布。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单光子探测器探测效率测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的单光子探测器探测效率测量方法，其特征在于，获得定标测量过程中单色发光二极管阵列中的每个单色发光二极管照射下第一校准光电二极管以及第二校准光电二极管的光功率，以确定每个单色发光二极管的定标系数的步骤,包括：
3.根据权利要求1所述的单光子探测器探测效率测量方法，其特征在于，根据所述定标系数、待测量单光子探测器的光敏面积、所述第二校准光电二极管的光敏面积以及所述待测量单光子探测器的探测效率测量过程中第一校准光电二极管的光功率，计算确定每个单色发光二极管照射到待测量单光子探测器光敏区域上的平均入射光子数的步骤，包括：
4.根据权利要求1所述的单光子探测器探测效率测量方法，其特征在于，获取事件刷新时数转换器中所述待测量单光子探测器在同一波长的每个光脉冲作用下产生的时间间隔数据，计算确定所述时间间隔数据落入预设的统计直方图的统计子区间的概率密度，以确定所述待测量单光子探测器在每个光脉冲照射下的时域光子概率分布的步骤，包括：
5.根据权利要求1所述的单光子探测器探
6.根据权利要求1所述的单光子探测器探测效率测量方法，其特征在于，基于所述平均入射光子数以及所述平均光电子数确定所述待测量单光子探测器的探测效率的步骤，包括：
7.根据权利要求1至6任意一项所述的单光子探测器探测效率测量方法，其特征在于，所述第二校准光电二极管的光敏区域与待测量单光子探测器的光敏区域处于同一位置,所述单色发光二极管阵列中的每个单色发光二极管的波长各不相同，所述待测量单光子探测器包括光电倍增管或单光子雪崩二极管。
8.一种单光子探测器探测效率测量装置，其特征在于，包括:
9.一种电子设备，包括中央处理器和存储器，其特征在于，所述中央处理器用于调用运行存储于所述存储器中的计算机程序以执行如权利要求1至7中任意一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其以计算机可读指令的形式存储有依据权利要求1至7中任意一项所述的方法所实现的计算机程序，该计算机程序被计算机调用运行时，执行相应的方法所包括的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种单光子探测器探测效率测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的单光子探测器探测效率测量方法，其特征在于，获得定标测量过程中单色发光二极管阵列中的每个单色发光二极管照射下第一校准光电二极管以及第二校准光电二极管的光功率，以确定每个单色发光二极管的定标系数的步骤,包括：
3.根据权利要求1所述的单光子探测器探测效率测量方法，其特征在于，根据所述定标系数、待测量单光子探测器的光敏面积、所述第二校准光电二极管的光敏面积以及所述待测量单光子探测器的探测效率测量过程中第一校准光电二极管的光功率，计算确定每个单色发光二极管照射到待测量单光子探测器光敏区域上的平均入射光子数的步骤，包括：
4.根据权利要求1所述的单光子探测器探测效率测量方法，其特征在于，获取事件刷新时数转换器中所述待测量单光子探测器在同一波长的每个光脉冲作用下产生的时间间隔数据，计算确定所述时间间隔数据落入预设的统计直方图的统计子区间的概率密度，以确定所述待测量单光子探测器在每个光脉冲照射下的时域光子概率分布的步骤，包括：
5.根据权利要求1...
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