Geant4教程17：Scoring Ⅱ（计数器）—灵敏探测器基础

Geant4中灵敏探测器

本文讲解G4VSensitiveDetector的功能和如何将其应用于逻辑体积（G4LogicalVolume）。

灵敏探测器的应用：

G4VSensitiveDetector对象可以被分配给G4LogicalVolume。

当模拟步骤发生在G4VSensitiveDetector对象的逻辑体积内时，该灵敏探测器会被调用，并传入当前的G4Step对象。

自定义敏感探测器：

用户可以实现自己的灵敏探测器类，或者使用Geant4提供的计数器类。

模拟过程的主要组件：

展示了模拟过程中的关键组件，包括物理过程（Physics）、粒子（Particle）、步骤（Step）、轨迹（Track）、逻辑体积（Logical Volume）、灵敏探测器（Sensitive Detector）、管理器（Manager）等。 描述了探测器在模拟过程中的作用，如GetPhysicalInteractionLength（获取物理相互作用长度）、SelectShortest（选择最短路径）、DoIt（执行步骤）、Fill（填充碰撞过程数据）、Update（更新状态）、IsSensitive（判断是否灵敏）和GenerateHits（生成碰撞数据）。

如何定义灵敏探测器

定义灵敏探测器的基本步骤：

在用户的ConstructSDandField()方法中创建灵敏探测器实例。

创建和注册灵敏探测器：

使用new MyDetector("/mydet")创建一个灵敏探测器对象。

通过G4SDManager::GetSDMpointer()->AddNewDetector(pSensitivePart)将探测器对象添加到灵敏探测器管理器中。

设置逻辑体积的灵敏探测器：

使用SetSensitiveDetector("myLogicalVolume", pSensitivePart)将灵敏探测器分配给特定的逻辑体积。

探测器对象的命名和唯一性：

每个探测器对象必须有一个唯一的名称。

一些逻辑体积可以共享一个探测器对象。

探测器类和对象的关系：

可以使用相同的探测器类创建多个探测器对象，只需为每个对象提供不同的探测器名称。

逻辑体积和探测器对象的关系：

一个逻辑体积不能有多个探测器对象，但一个探测器对象可以生成多种类型的碰撞（hits）例如，双面硅微型探测器可以为每一面分别生成碰撞数据。  

碰撞集合和碰撞映射

Geant4中碰撞集合（Hits Collection）和碰撞映射（Hits Map）的类和它们的使用方式。

**G4VHitsCollection**：

G4THitsCollection和G4THitsMap是共同抽象基类。

**G4THitsCollection**：

模板向量类，用于存储指向单一具体碰撞类类型的指针。

碰撞类（G4VHit抽象基类的实现）应该有自己的标识符（例如，单元格ID）。

换句话说，G4THitsCollection要求用户实现自己的碰撞类。

**G4THitsMap**：

模板映射类，用于存储键值（keys）（通常是单元格ID，即体积的复制编号）和指向单一类型对象的指针。

对象可能不是碰撞类的实例，它们可以是简单的double类型，这是目前所有提供的计数器类所使用的数据类型。

G4THitsMap的使用：

由于G4THitsMap是一个模板，它可以被灵敏探测器类用来存储碰撞数据。

碰撞类和计数器：

用户可以实现自己的碰撞类，或者使用Geant4提供的计数器类。

标识符的重要性：

碰撞类需要有唯一的标识符，以便在碰撞集合中进行索引和管理。

 

审核编辑：刘清