Detektorantwort

Die Detektorantwort bezeichnet in der Messtechnik die Beziehung zwischen dem Eingangssignal eines Detektors und dem daraus resultierenden Ausgangssignal. Sie umfasst die Reaktion des Detektors auf Strahlung oder andere Stimuli und schließt Eigenschaften wie Empfindlichkeit, Zeitverhalten, Linearität, Auflösung und Rauschverhalten ein. Mathematisch lässt sich die Detektorantwort oft als Impulsantwort R(t) eines linearen, zeitinvarianten Detektors beschreiben: y(t) = ∫ R(t − τ) x(τ) dτ. In der Frequenzdomäne gilt Y(ω) = R(ω) X(ω). In der Praxis werden Detektoren im Messbereich häufig als lineare, zeitinvariante Systeme angenähert; die Detektorantwort hängt jedoch auch von Temperatur, Belichtungsrate, Dosis und Alterung ab.

Wichtige Charakteristika sind Effizienz (Quanten- oder Energieeffizienz), energetische und zeitliche Auflösung, Linearität, Dynamikbereich, Totzeit sowie Hintergrundrauschen. Nichtlineare Effekte, Saturation oder Pile-up können die Detektorantwort bei hohen Signalen verzerren. Die Detektorantwort dient als Grundlage für Kalibrierung, Energie- und Zeitkalibrierung sowie für die Entstehung von Corrections, um Messungen vergleichbar und reproduzierbar zu machen.

Messungen der Detektorantwort erfolgen durch bekannte Quellen, Monochromatoren oder kurze Lichtimpulse, aus denen sich Kalibrierfaktoren, Energie-Skalierung, Resolution und Zeitverhalten ableiten lassen. Anwendungen finden sich in der Teilchenphysik, medizinischer Bildgebung, Dosimetrie und Spektroskopie. Typische Beispiele sind Szintillationsdetektoren mit Photomultipliern, Halbleiterdetektoren wie Silizium-Photodioden oder Gasdetektoren; in allen Fällen charakterisiert die Detektorantwort die Antwort des Systems auf das eingehende Signal.