22.02.2025.Kvantna učinkovitost (QE) senzora odnosi se na vjerojatnost detekcije fotona koji udaraju u senzor u %. Visoka QE dovodi do osjetljivije kamere, sposobne za rad u uvjetima slabijeg osvjetljenja. QE također ovisi o valnoj duljini, pri čemu je QE izražen kao jedan broj koji se obično odnosi na vršnu vrijednost.
Kada fotoni udare u piksel kamere, većina će doći do područja osjetljivog na svjetlost i biti detektirani oslobađanjem elektrona u silicijskom senzoru. Međutim, neki će se fotoni apsorbirati, reflektirati ili raspršiti materijalima senzora kamere prije nego što dođe do detekcije. Interakcija između fotona i materijala senzora kamere ovisi o valnoj duljini fotona, pa je vjerojatnost detekcije ovisna o valnoj duljini. Ta je ovisnost prikazana na krivulji kvantne učinkovitosti kamere.
Primjer krivulje kvantne učinkovitosti. Crvena: CMOS s osvjetljenjem stražnje strane. Plava: Napredni CMOS s osvjetljenjem prednje strane
Različiti senzori kamere mogu imati vrlo različite kvantne učinkovitosti (QE) ovisno o njihovom dizajnu i materijalima. Najveći utjecaj na QE ima je li senzor kamere osvijetljen sa stražnje ili prednje strane. Kod kamera s prednjim osvjetljenjem, fotoni koji dolaze iz subjekta prvo moraju proći kroz mrežu ožičenja prije nego što budu detektirani. Izvorno su ove kamere bile ograničene na kvantnu učinkovitost od oko 30-40%. Uvođenje mikroleća za fokusiranje svjetlosti pored žica u fotoosjetljivi silicij podiglo je to na oko 70%. Moderne kamere s prednjim osvjetljenjem mogu doseći vršne QE-ove od oko 84%. Kamere sa stražnjim osvjetljenjem obrću ovaj dizajn senzora, s fotonima koji izravno udaraju u tanak sloj silicija koji detektira svjetlost, bez prolaska kroz ožičenje. Ovi senzori kamere nude veću kvantnu učinkovitost od oko 95% vršne, uz cijenu intenzivnijeg i skupljeg proizvodnog procesa.
Kvantna učinkovitost neće uvijek biti vitalna karakteristika u vašoj primjeni snimanja. Za primjene s visokim razinama osvjetljenja, povećana kvantna učinkovitost i osjetljivost nude malu prednost. Međutim, pri snimanju u uvjetima slabog osvjetljenja, visoka kvantna učinkovitost može rezultirati poboljšanim omjerom signala i šuma i kvalitetom slike ili smanjenim vremenom ekspozicije za brže snimanje. No, prednosti veće kvantne učinkovitosti moraju se odmjeriti i s porastom cijene senzora s pozadinskim osvjetljenjem od 30-40%.
