22/02/25L'efficacité quantique (QE) d'un capteur désigne la probabilité, en %, que les photons qui le frappent soient détectés. Un QE élevé améliore la sensibilité de la caméra, capable de fonctionner dans des conditions de faible luminosité. Le QE dépend également de la longueur d'onde, exprimé par un nombre unique faisant généralement référence à la valeur de crête.
Lorsque des photons frappent un pixel de l'appareil photo, la plupart atteignent la zone photosensible et sont détectés par la libération d'un électron dans le capteur en silicium. Cependant, certains photons sont absorbés, réfléchis ou diffusés par les matériaux du capteur avant d'être détectés. L'interaction entre les photons et les matériaux du capteur dépend de la longueur d'onde du photon ; la probabilité de détection dépend donc de cette longueur d'onde. Cette dépendance est illustrée par la courbe d'efficacité quantique de l'appareil photo.
Exemple de courbe d'efficacité quantique. Rouge : CMOS rétroéclairé. Bleu : CMOS avancé rétroéclairé.
Les capteurs d'appareil photo peuvent présenter des QE très différents selon leur conception et leurs matériaux. L'influence principale sur le QE est le fait que le capteur soit rétroéclairé ou frontal. Dans les appareils photo rétroéclairés, les photons provenant du sujet doivent d'abord traverser une grille de câblage avant d'être détectés. À l'origine, ces appareils étaient limités à des rendements quantiques d'environ 30 à 40 %. L'introduction de microlentilles pour focaliser la lumière au-delà des fils dans le silicium photosensible a porté ce rendement à environ 70 %. Les appareils photo modernes à éclairage frontal peuvent atteindre des QE de pointe d'environ 84 %. Les appareils photo rétroéclairés inversent cette conception : les photons frappent directement une couche de silicium amincie détectant la lumière, sans traverser de câblage. Ces capteurs offrent des rendements quantiques plus élevés, de l'ordre de 95 %, au prix d'un processus de fabrication plus intensif et plus coûteux.
L'efficacité quantique ne sera pas toujours une caractéristique essentielle de votre application d'imagerie. Pour les applications à forte luminosité, une augmentation de l'efficacité quantique et de la sensibilité offre peu d'avantages. En revanche, en imagerie en basse lumière, une efficacité quantique élevée peut améliorer le rapport signal/bruit et la qualité d'image, ou réduire les temps d'exposition pour une imagerie plus rapide. Cependant, les avantages d'une efficacité quantique plus élevée doivent également être mis en balance avec l'augmentation de 30 à 40 % du prix des capteurs rétroéclairés.
