22/02/25L'eficiència quàntica (QE) d'un sensor fa referència a la probabilitat que els fotons que hi arribin i siguin detectats en %. Una QE alta fa que la càmera sigui més sensible, capaç de funcionar en condicions de poca llum. La QE també depèn de la longitud d'ona, i la QE s'expressa com un sol nombre i normalment es refereix al valor màxim.
Quan els fotons incideixen en un píxel de la càmera, la majoria arriben a la zona sensible a la llum i es detecten mitjançant l'alliberament d'un electró al sensor de silici. Tanmateix, alguns fotons seran absorbits, reflectits o dispersats pels materials del sensor de la càmera abans que es pugui produir la detecció. La interacció entre els fotons i els materials del sensor de la càmera depèn de la longitud d'ona del fotó, de manera que la probabilitat de detecció depèn de la longitud d'ona. Aquesta dependència es mostra a la corba d'eficiència quàntica de la càmera.
Exemple d'una corba d'eficiència quàntica. Vermell: CMOS il·luminat per la part posterior. Blau: CMOS avançat il·luminat per la part frontal.
Els diferents sensors de càmera poden tenir eficiències quàntiques molt diferents segons el seu disseny i materials. La major influència en la QE és si el sensor d'una càmera està il·luminat per la part posterior o frontal. En les càmeres il·luminades frontalment, els fotons que provenen del subjecte primer han de passar a través d'una graella de cablejat abans de ser detectats. Originalment, aquestes càmeres estaven limitades a eficiències quàntiques d'uns 30-40%. La introducció de microlents per enfocar la llum més enllà dels cables cap al silici fotosensible va augmentar això a uns 70%. Les càmeres modernes amb il·luminació frontal poden assolir QE màxims d'uns 84%. Les càmeres amb il·luminació posterior inverteixen aquest disseny de sensor, amb els fotons que colpegen directament una capa de silici de detecció de llum més fina, sense passar a través del cablejat. Aquests sensors de càmera ofereixen eficiències quàntiques més altes al voltant del 95% màxim, a costa d'un procés de fabricació més intensiu i car.
L'eficiència quàntica no sempre serà una característica vital en la vostra aplicació d'imatge. Per a aplicacions amb nivells de llum elevats, una QE i una sensibilitat més elevades ofereixen pocs avantatges. Tanmateix, en imatges amb poca llum, una QE elevada pot produir una millor relació senyal-soroll i una millor qualitat d'imatge, o temps d'exposició reduïts per a imatges més ràpides. Però els avantatges d'una major eficiència quàntica també s'han de ponderar amb l'augment del 30-40% en el preu dels sensors retroil·luminats.
