geant4如何简单地获取粒子在闪烁体上产生的脉冲波形,请给我完整的代码

时间: 2024-02-01 09:14:20 浏览: 30
获取粒子在闪烁体上产生的脉冲波形需要进行光学模拟,需要使用Geant4中的光学模拟工具。以下是一个获取闪烁体上光子脉冲波形的示例代码: ```c++ #include "G4RunManager.hh" #include "G4UImanager.hh" #include "G4UIterminal.hh" #include "G4UItcsh.hh" #include "G4VisExecutive.hh" #include "G4UIExecutive.hh" #include "G4LogicalVolume.hh" #include "G4Material.hh" #include "G4NistManager.hh" #include "G4Box.hh" #include "G4SDManager.hh" #include "G4VSensitiveDetector.hh" #include "G4OpticalPhoton.hh" #include "G4Scintillation.hh" #include "G4OpBoundaryProcess.hh" #include "G4LogicalBorderSurface.hh" #include "G4LogicalSkinSurface.hh" #include "G4PhysicalConstants.hh" #include "G4SystemOfUnits.hh" #include "G4ios.hh" #include <fstream> using namespace std; class DetectorSD : public G4VSensitiveDetector { public: DetectorSD(G4String name) : G4VSensitiveDetector(name) {} virtual ~DetectorSD() {} virtual void Initialize(G4HCofThisEvent* /*HCE*/) { fPhotonCount = 0; } virtual G4bool ProcessHits(G4Step* aStep, G4TouchableHistory* /*ROhist*/) { G4Track* aTrack = aStep->GetTrack(); if (aTrack->GetDefinition() == G4OpticalPhoton::OpticalPhotonDefinition()) { fPhotonCount++; // 记录光子入射闪烁体的时间 fPhotonTimes.push_back(aTrack->GetGlobalTime()); } return true; } vector<G4double> GetPhotonTimes() { return fPhotonTimes; } private: G4int fPhotonCount; vector<G4double> fPhotonTimes; }; int main(int argc, char** argv) { G4RunManager* runManager = new G4RunManager; // 初始化随机数生成器 G4Random::setTheEngine(new CLHEP::RanecuEngine); G4long seed = time(NULL); G4Random::setTheSeed(seed); // 定义材料 G4NistManager* nistManager = G4NistManager::Instance(); G4Material* matScint = nistManager->FindOrBuildMaterial("G4_PLASTIC_SC_VINYLTOLUENE"); // 定义实验室空气 G4double labAirDensity = 1.29e-3 * g/cm3; G4Material* matAir = new G4Material("Air", 1.29e-3 * g/cm3, 2); matAir->AddElement(nistManager->FindOrBuildElement("N"), 70 * perCent); matAir->AddElement(nistManager->FindOrBuildElement("O"), 30 * perCent); // 定义闪烁体 G4double scintSizeXY = 10 * cm; G4double scintSizeZ = 1 * cm; G4Box* solidScint = new G4Box("scint", scintSizeXY/2, scintSizeXY/2, scintSizeZ/2); G4LogicalVolume* logicScint = new G4LogicalVolume(solidScint, matScint, "scint"); // 定义光学性质 G4double photonEnergy[] = { 2.034*eV, 4.136*eV }; G4double rIndexScint[] = { 1.58, 1.58 }; G4double absorptionLength[] = { 4.16*m, 4.16*m }; G4double scintilFast[] = { 1.00, 0.00 }; G4double scintilSlow[] = { 0.00, 1.00 }; G4MaterialPropertiesTable* mptScint = new G4MaterialPropertiesTable(); mptScint->AddProperty("RINDEX", photonEnergy, rIndexScint, 2); mptScint->AddProperty("ABSLENGTH", photonEnergy, absorptionLength, 2); mptScint->AddProperty("FASTCOMPONENT", photonEnergy, scintilFast, 2); mptScint->AddProperty("SLOWCOMPONENT", photonEnergy, scintilSlow, 2); mptScint->AddConstProperty("SCINTILLATIONYIELD", 10000./MeV); mptScint->AddConstProperty("RESOLUTIONSCALE", 1.0); mptScint->AddConstProperty("FASTTIMECONSTANT", 1.*ns); mptScint->AddConstProperty("SLOWTIMECONSTANT", 10.*ns); mptScint->AddConstProperty("YIELDRATIO", 1.0); logicScint->SetMaterialPropertiesTable(mptScint); // 定义探测器敏感区域 DetectorSD* detectorSD = new DetectorSD("Detector"); G4SDManager* sdManager = G4SDManager::GetSDMpointer(); sdManager->AddNewDetector(detectorSD); logicScint->SetSensitiveDetector(detectorSD); // 定义闪烁体表面 G4OpticalSurface* opScintSurface = new G4OpticalSurface("ScintSurface"); opScintSurface->SetType(dielectric_dielectric); opScintSurface->SetFinish(polished); opScintSurface->SetModel(unified); G4LogicalSkinSurface* scintSurface = new G4LogicalSkinSurface( "ScintSurface", logicScint, opScintSurface); // 定义实验室 G4double worldSizeXY = 20 * cm; G4double worldSizeZ = 20 * cm; G4Box* solidWorld = new G4Box("world", worldSizeXY/2, worldSizeXY/2, worldSizeZ/2); G4LogicalVolume* logicWorld = new G4LogicalVolume(solidWorld, matAir, "world"); // 定义实验室边界 G4double borderSize = 1 * mm; G4Box* solidBorder = new G4Box("border", worldSizeXY/2+borderSize, worldSizeXY/2+borderSize, worldSizeZ/2+borderSize); G4LogicalVolume* logicBorder = new G4LogicalVolume(solidBorder, matAir, "border"); new G4PVPlacement(0, G4ThreeVector(), logicBorder, "border", logicWorld, false, 0); new G4LogicalBorderSurface("worldToBorder", logicWorld, logicBorder, opScintSurface); // 定义实验室中的光源 G4double tubeRadius = 0.5 * cm; G4double tubeLength = 10 * cm; G4Tubs* solidTube = new G4Tubs("tube", 0, tubeRadius, tubeLength/2, 0, 360*deg); G4LogicalVolume* logicTube = new G4LogicalVolume(solidTube, matAir, "tube"); new G4PVPlacement(0, G4ThreeVector(0, 0, -5*cm-tubeLength/2), logicTube, "tube", logicWorld, false, 0); // 定义光学性质 G4double rIndexAir[] = { 1.0, 1.0 }; G4double absorptionLengthAir[] = { 1e10*m, 1e10*m }; G4MaterialPropertiesTable* mptAir = new G4MaterialPropertiesTable(); mptAir->AddProperty("RINDEX", photonEnergy, rIndexAir, 2); mptAir->AddProperty("ABSLENGTH", photonEnergy, absorptionLengthAir, 2); G4OpticalSurface* opAirSurface = new G4OpticalSurface("AirSurface"); opAirSurface->SetType(dielectric_dielectric); opAirSurface->SetFinish(polished); opAirSurface->SetModel(unified); G4LogicalSkinSurface* airSurface = new G4LogicalSkinSurface( "AirSurface", logicTube, opAirSurface); opAirSurface->SetMaterialPropertiesTable(mptAir); // 定义光学过程 G4ProcessManager* pm = G4OpticalPhoton::OpticalPhoton()->GetProcessManager(); pm->AddProcess(new G4Scintillation(), 0, 1, 1); pm->AddProcess(new G4OpBoundaryProcess(), 0, -1, 2); // 定义可视化 G4VisManager* visManager = new G4VisExecutive; visManager->Initialize(); // 开始模拟 runManager->SetUserInitialization(logicWorld); runManager->Initialize(); G4UImanager* uiManager = G4UImanager::GetUIpointer(); G4UIExecutive* ui = new G4UIExecutive(argc, argv); uiManager->ApplyCommand("/control/execute vis.mac"); ui->SessionStart(); // 获取光子入射闪烁体的时间 vector<G4double> photonTimes = detectorSD->GetPhotonTimes(); sort(photonTimes.begin(), photonTimes.end()); // 生成脉冲波形 G4double timeStep = 0.1 * ns; G4double pulseWidth = 20 * ns; G4double pulseAmplitude = 1000; G4double pulseBaseline = 100; ofstream outFile("pulse.dat"); for (G4double t = photonTimes[0]; t < photonTimes.back(); t += timeStep) { G4double pulse = pulseBaseline; for (G4double ti : photonTimes) { if (ti >= t && ti < t+pulseWidth) { pulse += pulseAmplitude * exp(-(ti-t)/pulseWidth); } } outFile << t/ns << " " << pulse << endl; } outFile.close(); // 清理内存 delete visManager; delete ui; delete runManager; delete matAir; delete opScintSurface; delete opAirSurface; delete nistManager; return 0; } ``` 在这个示例中,我们定义了一个 `DetectorSD` 类作为探测器敏感区域。当光子进入该区域时,会将光子的时间记录下来。在模拟结束后,我们可以获取所有光子在闪烁体上产生的时间,并根据这些时间生成脉冲波形。具体实现细节可以参考代码中的注释。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

Java课程设计-java web 网上商城,后台商品管理(前后端源码+数据库+文档) .zip

项目规划与设计: 确定系统需求,包括商品管理的功能(如添加商品、编辑商品、删除商品、查看商品列表等)。 设计数据库模型,包括商品表、类别表、库存表等。 确定系统的技术栈,如使用Spring MVC作为MVC框架、Hibernate或MyBatis作为ORM框架、Spring Security进行权限控制等。 环境搭建: 搭建开发环境,包括安装JDK、配置Servlet容器(如Tomcat)、配置数据库(如MySQL)等。 创建一个Maven项目,添加所需的依赖库。 数据库设计与创建: 根据设计好的数据库模型,在数据库中创建相应的表结构。 后端开发: 创建Java实体类,对应数据库中的表结构。 编写数据访问层(DAO)代码,实现对商品信息的增删改查操作。 编写服务层(Service)代码,实现业务逻辑,如商品管理的各种操作。 开发控制器层(Controller),实现与前端页面的交互,接收请求并调用相应的服务进行处理。 前端开发: 使用HTML、CSS和JavaScript等前端技术,设计并实现商品管理页面的界面。 通过Ajax技术,实现前后端的数据交互,如异步加载商品列表、实
recommend-type

母线电容计算 .xmcd

变频器 母线电容计算 mathcad
recommend-type

2022年中国大学生计算机设计大赛国赛优秀作品点评微课与教学辅助&数媒静态设计专业组视频

2022年中国大学生计算机设计大赛国赛优秀作品点评微课与教学辅助&数媒静态设计专业组视频提取方式是百度网盘分享地址
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成

![实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/10eb2e6972b3b6086286fc64c0b3ee41.jpeg) # 1. 实时数据湖架构概述** 实时数据湖是一种现代数据管理架构,它允许企业以低延迟的方式收集、存储和处理大量数据。与传统数据仓库不同,实时数据湖不依赖于预先定义的模式,而是采用灵活的架构,可以处理各种数据类型和格式。这种架构为企业提供了以下优势: - **实时洞察:**实时数据湖允许企业访问最新的数据,从而做出更明智的决策。 - **数据民主化:**实时数据湖使各种利益相关者都可
recommend-type

用matlab绘制高斯色噪声情况下的频率估计CRLB,其中w(n)是零均值高斯色噪声,w(n)=0.8*w(n-1)+e(n),e(n)服从零均值方差为se的高斯分布

以下是用matlab绘制高斯色噪声情况下频率估计CRLB的代码: ```matlab % 参数设置 N = 100; % 信号长度 se = 0.5; % 噪声方差 w = zeros(N,1); % 高斯色噪声 w(1) = randn(1)*sqrt(se); for n = 2:N w(n) = 0.8*w(n-1) + randn(1)*sqrt(se); end % 计算频率估计CRLB fs = 1; % 采样频率 df = 0.01; % 频率分辨率 f = 0:df:fs/2; % 频率范围 M = length(f); CRLB = zeros(M,1); for
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。
recommend-type

"互动学习:行动中的多样性与论文攻读经历"

多样性她- 事实上SCI NCES你的时间表ECOLEDO C Tora SC和NCESPOUR l’Ingén学习互动,互动学习以行动为中心的强化学习学会互动,互动学习,以行动为中心的强化学习计算机科学博士论文于2021年9月28日在Villeneuve d'Asq公开支持马修·瑟林评审团主席法布里斯·勒菲弗尔阿维尼翁大学教授论文指导奥利维尔·皮耶昆谷歌研究教授:智囊团论文联合主任菲利普·普雷教授,大学。里尔/CRISTAL/因里亚报告员奥利维耶·西格德索邦大学报告员卢多维奇·德诺耶教授,Facebook /索邦大学审查员越南圣迈IMT Atlantic高级讲师邀请弗洛里安·斯特鲁布博士,Deepmind对于那些及时看到自己错误的人...3谢谢你首先,我要感谢我的两位博士生导师Olivier和Philippe。奥利维尔,"站在巨人的肩膀上"这句话对你来说完全有意义了。从科学上讲,你知道在这篇论文的(许多)错误中,你是我可以依
recommend-type

实现实时监控告警系统:Kafka与Grafana整合

![实现实时监控告警系统:Kafka与Grafana整合](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X2pwZy9BVldpY3ladXVDbEZpY1pLWmw2bUVaWXFUcEdLT1VDdkxRSmQxZXB5R1lxaWNlUjA2c0hFek5Qc3FyRktudFF1VDMxQVl3QTRXV2lhSWFRMEFRc0I1cW1ZOGcvNjQw?x-oss-process=image/format,png) # 1.1 Kafka集群架构 Kafka集群由多个称为代理的服务器组成,这