22/02/25A eficiencia cuántica (EQ) dun sensor refírese á probabilidade de que os fotóns que impacten no sensor sexan detectados en porcentaxe. Unha EQ alta leva a unha cámara máis sensible, capaz de funcionar en condicións de pouca luz. A EQ tamén depende da lonxitude de onda, e a EQ exprésase como un único número que normalmente se refire ao valor máximo.
Cando os fotóns impactan nun píxel da cámara, a maioría chegan á zona fotosensible e son detectados mediante a liberación dun electrón no sensor de silicio. Non obstante, algúns fotóns serán absorbidos, reflectidos ou dispersados polos materiais do sensor da cámara antes de que se poida producir a detección. A interacción entre os fotóns e os materiais do sensor da cámara depende da lonxitude de onda do fotón, polo que a probabilidade de detección depende da lonxitude de onda. Esta dependencia móstrase na curva de eficiencia cuántica da cámara.
Exemplo dunha curva de eficiencia cuántica. Vermello: CMOS con iluminación traseira. Azul: CMOS avanzado con iluminación frontal.
Os diferentes sensores de cámara poden ter eficiencias cuánticas (EC) moi diferentes dependendo do seu deseño e materiais. A maior influencia na EC é se o sensor dunha cámara está iluminado por detrás ou por diante. Nas cámaras con iluminación frontal, os fotóns que proveñen do suxeito deben pasar primeiro a través dunha grella de cableado antes de ser detectados. Orixinalmente, estas cámaras estaban limitadas a eficiencias cuánticas de arredor do 30-40 %. A introdución de microlentes para enfocar a luz máis alá dos cables no silicio fotosensible elevou esta cifra a arredor do 70 %. As cámaras modernas con iluminación frontal poden alcanzar eficiencias cuánticas máximas de arredor do 84 %. As cámaras con iluminación traseira inverten este deseño de sensor, cos fotóns golpeando directamente unha capa de silicio máis fina que detecta a luz, sen pasar a través do cableado. Estes sensores de cámara ofrecen eficiencias cuánticas máis altas, de arredor do 95 % máximo, a custo dun proceso de fabricación máis intensivo e caro.
A eficiencia cuántica non sempre será unha característica vital na túa aplicación de imaxe. Para aplicacións con niveis de luz elevados, unha maior eficiencia cuántica e sensibilidade ofrece poucas vantaxes. Non obstante, en imaxes con pouca luz, unha alta eficiencia cuántica pode producir unha mellor relación sinal-ruído e unha mellor calidade de imaxe, ou tempos de exposición reducidos para obter imaxes máis rápidas. Pero as vantaxes dunha maior eficiencia cuántica tamén deben sopesarse co aumento do 30-40 % no prezo dos sensores retroiluminados.
