22/02/25Die Kwantumdoeltreffendheid (KD) van 'n sensor verwys na die waarskynlikheid dat fotone die sensor tref en waargeneem word in persentasie. Hoë KD lei tot 'n meer sensitiewe kamera wat in laer ligtoestande kan werk. KD is ook golflengte-afhanklik, met die KD uitgedruk as 'n enkele getal wat tipies na die piekwaarde verwys.
Wanneer fotone 'n kamerapixel tref, sal die meeste die ligsensitiewe area bereik en opgespoor word deur 'n elektron in die silikonsensor vry te stel. Sommige fotone sal egter geabsorbeer, gereflekteer of verstrooi word deur die materiale van die kamerasensor voordat opsporing kan plaasvind. Die interaksie tussen die fotone en die materiale van die kamerasensor hang af van die fotongolflengte, dus is die waarskynlikheid van opsporing golflengte-afhanklik. Hierdie afhanklikheid word getoon in die kamera se Kwantumdoeltreffendheidskurwe.
Voorbeeld van 'n kwantumdoeltreffendheidskromme. Rooi: Agterkant-verligte CMOS. Blou: Gevorderde voorkant-verligte CMOS
Verskillende kamerasensors kan baie verskillende QE's hê, afhangende van hul ontwerp en materiale. Die grootste invloed op QE is of 'n kamera se sensor agter- of voorkant belig is. In voorkant-verligte kameras moet fotone wat van die onderwerp af kom eers deur 'n rooster van bedrading gaan voordat hulle opgespoor word. Oorspronklik was hierdie kameras beperk tot kwantumdoeltreffendhede van ongeveer 30-40%. Die bekendstelling van mikrolense om lig verby die drade in die ligsensitiewe silikon te fokus, het dit tot ongeveer 70% verhoog. Moderne voorverligte kameras kan piek-QE's van ongeveer 84% bereik. Agterverligte kameras keer hierdie sensorontwerp om, met fotone wat direk 'n verdunde ligopsporende laag silikon tref, sonder om deur die bedrading te gaan. Hierdie kamerasensors bied hoër kwantumdoeltreffendhede van ongeveer 95% piek, ten koste van 'n meer intensiewe en duur vervaardigingsproses.
Kwantumdoeltreffendheid sal nie altyd 'n belangrike eienskap in jou beeldtoepassing wees nie. Vir toepassings met hoë ligvlakke bied verhoogde QE en sensitiwiteit min voordeel. In lae ligbeelding kan hoë QE egter 'n verbeterde sein-tot-ruisverhouding en beeldkwaliteit, of verminderde blootstellingstye vir vinniger beeldvorming, tot gevolg hê. Maar die voordele van hoër kwantumdoeltreffendheid moet ook opgeweeg word teen die 30-40%-styging in die prys van agterverligte sensors.
