22/02/25Квантовата ефективност (КЕ) на сензора се отнася до вероятността фотоните да бъдат засечени в %. Високата КЕ води до по-чувствителна камера, способна да работи при условия на по-слаба светлина. КЕ също зависи от дължината на вълната, като КЕ, изразена като едно число, обикновено се отнася до пиковата стойност.
Когато фотоните ударят пиксел на камерата, повечето ще достигнат светлочувствителната област и ще бъдат засечени чрез освобождаване на електрон в силициевия сензор. Някои фотони обаче ще бъдат абсорбирани, отразени или разсеяни от материалите на сензора на камерата, преди да може да се осъществи засичането им. Взаимодействието между фотоните и материалите на сензора на камерата зависи от дължината на вълната на фотона, така че вероятността за засичане зависи от дължината на вълната. Тази зависимост е показана в кривата на квантовата ефективност на камерата.
Пример за крива на квантова ефективност. Червено: CMOS с подсветка отзад. Синьо: Усъвършенстван CMOS с подсветка отпред.
Различните сензори на камерите могат да имат много различни квантови ефекти (QE) в зависимост от техния дизайн и материали. Най-голямото влияние върху QE е дали сензорът на камерата е осветен отзад или отпред. При камерите с предно осветяване, фотоните, идващи от обекта, първо трябва да преминат през мрежа от кабели, преди да бъдат засечени. Първоначално тези камери бяха ограничени до квантова ефективност от около 30-40%. Въвеждането на микролещи за фокусиране на светлината покрай кабелите в светлочувствителния силиций повиши това до около 70%. Съвременните камери с предно осветяване могат да достигнат пикови QE от около 84%. Камерите с задно осветяване обръщат този дизайн на сензора, като фотоните директно удряха по-тънък слой от силиций, засичащ светлина, без да преминават през кабели. Тези сензори на камерите предлагат по-висока квантова ефективност около 95% пик, за сметка на по-интензивен и скъп производствен процес.
Квантовата ефективност не винаги ще бъде жизненоважна характеристика във вашето приложение за изображения. За приложения с високи нива на светлина, повишената квантова ефективност (QE) и чувствителност предлагат малко предимство. Въпреки това, при изображения със слаба светлина, високата QE може да доведе до подобрено съотношение сигнал/шум и качество на изображението или намалено време на експозиция за по-бързо заснемане. Но предимствата на по-високата квантова ефективност трябва да се преценят и спрямо 30-40% увеличение на цената на сензорите с подсветка.
