25/08/15Amin'ny sary siantifika, ny fahamendrehana dia ny zava-drehetra. Na maka mari-pamantarana fluorescence maivana ianao na manara-maso zavatra manjavozavo, dia misy fiantraikany mivantana amin'ny kalitaon'ny vokatrao ny fahaizan'ny fakantsarinao mamantatra hazavana. Iray amin'ireo zava-dehibe indrindra, saingy matetika tsy takatry ny saina, ny anton'ity equation ity dia ny fahombiazan'ny quantum (QE).
Ity torolalana ity dia hitarika anao amin'ny atao hoe QE, nahoana izany no zava-dehibe, ny fomba handikana ny fepetra QE, ary ny fampitahana azy amin'ny karazana sensor. Raha eny an-tsena ianao amin'ny afakan-tsary siantifikana miezaka maka sary an-tsaina fotsiny ny angon-drakitra fakantsary, ity dia ho anao.
Figure: Tucsen fakan-tsary mahazatra QE curve ohatra
(a)Aries 6510(b)Dhyana 6060BSI(c)Libra 22
Inona no atao hoe Quantum Efficiency?
Quantum Efficiency dia ny mety hisian'ny photon tonga any amin'ny sensor fakantsary tena hita, ary mamoaka photoelectron ao anaty silisiôma.
Amin'ny dingana maro amin'ny dian'ny fotona mankany amin'io teboka io, dia misy sakana afaka misintona ny foton'ny sary na maneho azy ireo lavitra. Fanampin'izany, tsy misy akora mangarahara 100% amin'ny halavan'ny onjam-pamokarana rehetra, miampy ny fiovana rehetra amin'ny firafitry ny akora dia manana fahafahana hitaratra na hanaparitaka ny fotona.
Aseho amin'ny isan-jato, ny fahombiazan'ny quantum dia voafaritra ho:
QE (%) = (Isan'ny elektrôna vokarina / Isan'ny foton'ny tranga) × 100
Misy karazany roa lehibe:
●QE ivelany: Fandrefesana zava-bita ao anatin'izany ny fiantraikany toy ny fisaintsainana sy ny fahaverezan'ny fampitana.
●QE anatiny: Fandrefesana ny fahombiazan'ny fiovam-po ao anatin'ny sensor mihitsy, raha heverina fa voaroaka daholo ny fotony.
Ny QE avo kokoa dia midika hoe fahatsapan-jiro tsara kokoa sy famantarana sary matanjaka kokoa, indrindra amin'ny toe-javatra misy hazavana ambany na voafetra amin'ny foton.
Nahoana no zava-dehibe ny fahombiazan'ny quantum amin'ny fakantsary siantifika?
Eo amin'ny sary dia manampy foana ny maka ny isan-jato ambony indrindra amin'ny foton'ny fidirana izay azontsika, indrindra amin'ny fampiharana mitaky fahatsapana avo lenta.
Na izany aza, ny sensor avo lenta avo lenta dia lafo kokoa. Izany dia noho ny fanamby ara-teknika amin'ny fampitomboana ny famenoana mandritra ny fitazonana ny fiasan'ny pixel, ary koa noho ny fizotry ny hazavana aoriana. Ity dingana ity, araka ny hianaranao, dia manome fahafaha-mamokatra avo indrindra - saingy miaraka amin'ny fahasarotana amin'ny famokarana.
Tahaka ny fakan-tsary rehetra, ny filana ny fahombiazan'ny quantum dia tsy maintsy lanjaina amin'ny anton-javatra hafa ho an'ny fampiharana sary manokana. Ohatra, ny fampidirana fanakatonana manerantany dia mety hitondra tombony ho an'ny fampiharana maro, saingy matetika dia tsy azo ampiharina amin'ny sensor BI. Fanampin'izany, mitaky ny fampidirana transistor fanampiny amin'ny piksel. Mety hampihena ny famenoana izany ary noho izany ny fahombiazan'ny quantum, na dia ampitahaina amin'ny sensor FI hafa aza.
Ohatra fampiharana izay mety ho zava-dehibe ny QE
Ohatra vitsivitsy fampiharana:
● sary kely amin'ny hazavana sy fluorescence amin'ny santionany biolojika tsy raikitra
● sary avo lenta
● Fampiharana be dia be mitaky fandrefesana hamafin'ny mazava tsara
QE amin'ny karazana Sensor
Ny teknolojia sensor sary samihafa dia mampiseho ny fahombiazan'ny quantum samihafa. Toy izao ny fampitahana matetika ny QE amin'ireo karazana sensor lehibe:
CCD (fitaovana ampiarahina amin'ny fiampangana)
Ny sary siantifika malaza amin'ny fomba mahazatra noho ny feony ambany sy ny QE avo lenta, matetika mahatratra 70-90%. Ny CCDs dia miavaka amin'ny fampiharana toy ny astronomia sy ny fakana sary maharitra.
CMOS (Metal-Oxide-Semiconductor Complementary)
Raha vantany vao voafehin'ny QE ambany sy ny feo mamaky bebe kokoa, ny sensor CMOS maoderina-indrindra fa ny endrika mibaribary aoriana-dia nitombo be. Maro amin'izao no mahatratra ny sanda QE ambony indrindra mihoatra ny 80%, manolotra fampisehoana tsara miaraka amin'ny taham-pirazanana haingana kokoa sy ny fanjifana herinaratra ambany kokoa.
Tsidiho ny isan-karazany mandrosofakantsary CMOSmodely hahitana hoe hatraiza no nahatongavan'ity teknolojia ity, toy nyTucsen's Libra 3405M sCMOS Camera, fakan-tsary siantifika avo lenta natao ho an'ny fangatahana fampiharana amin'ny hazavana ambany.
sCMOS (CMOS siantifika)
Kilasy CMOS manokana natao ho an'ny sary siantifika,fakan-tsary sCMOSNy teknolojia dia manambatra ny QE avo (matetika 70-95%) miaraka amin'ny tabataba ambany, ny haavon'ny dinamika avo, ary ny fahazoana haingana. Mety tsara ho an'ny sary sela velona, microscopy avo lenta ary fluorescence multi-channel.
Ahoana ny famakiana Curve Efficiency Quantum
Matetika ny mpanamboatra dia mamoaka curve QE izay mamolavola ny fahombiazany (%) amin'ny halavan'ny onjam-peo (nm). Ireo curve ireo dia tena ilaina amin'ny famaritana ny fomba fiasan'ny fakantsary iray amin'ny elanelana spectral manokana.
Ny singa fototra tokony hotadiavina:
●Peak QE: Ny fahombiazana ambony indrindra, matetika ao anatin'ny 500–600 nm (hazavana maitso).
●Ny halavan'ny onjam-peo: Ny varavarankelin'ny spectral azo ampiasaina izay mijanona eo ambonin'ny tokonana mahasoa ny QE (oh: >20%).
●Faritra fidinana: Ny QE dia mirona any amin'ny faritra UV (<400 nm) sy NIR (>800 nm).
Ny fandikana an'ity curve ity dia manampy anao hampifanaraka ny tanjaky ny sensor amin'ny fampiharanao, na maka sary amin'ny spectrum hita maso, akaiky-infrarouge, na UV ianao.
Fiankinan'ny halavan'ny onjam amin'ny fahombiazan'ny quantum
Figure: curve QE mampiseho soatoavina mahazatra ho an'ny sensor miorina amin'ny silisiôma mamirapiratra eo anoloana sy aoriana
FANAMARIHANA: Ny kisary dia mampiseho ny mety hisian'ny fakan-tsary (efficiency quantum, %) mifanohitra amin'ny halavan'ny onjam-peo ho an'ny fakantsary efatra ohatra. Ny variana sensor sy ny coatings samihafa dia afaka manova ireo curve ireo
Ny fahombiazan'ny quantum dia miankina amin'ny halavan'ny onjam-peo, araka ny aseho amin'ny sary. Ny ankamaroan'ny fakan-tsarimihetsika mifototra amin'ny silisiôma dia mampiseho ny fahaiza-manaony ambony indrindra amin'ny ampahany hita maso amin'ny spektrum, matetika amin'ny faritra maitso ka hatramin'ny mavo, manomboka amin'ny 490nm ka hatramin'ny 600nm. Ny curve QE dia azo ovaina amin'ny alàlan'ny fametahana sensor sy ny karazana fitaovana mba hanomezana QE faratampony manodidina ny 300nm amin'ny ultra-violet (UV), manodidina ny 850nm amin'ny infra-mena akaiky (NIR), ary safidy maro eo anelanelan'izy ireo.
Ny fakan-tsary mifototra amin'ny silisiôma rehetra dia mampiseho ny fihenan'ny fahombiazan'ny quantum mankany amin'ny 1100nm, izay tsy ananan'ny photon ny angovo ampy hamoahana ny photoelectrons. Ny fahombiazan'ny UV dia mety ho voafetra be amin'ny sensor miaraka amin'ny microlenses na ny fitaratra fitaratra manakana ny UV, izay mametra ny hazavana fohy tsy ho tonga any amin'ny sensor.
Eo anelanelan'izany, ny curve QE dia zara raha malama ary mitovitovy, ary matetika dia misy tampon'isa sy lakandrano kely ateraky ny fananana ara-materialy sy mangarahara amin'ny fitaovana misy ny piksel.
Amin'ny fampiharana mitaky fahatsapan-tena amin'ny UV na NIR, ny fiheverana ny curve efficiency quantum dia mety ho lasa zava-dehibe kokoa, satria amin'ny fakantsary sasany dia mety ho lehibe kokoa noho ny hafa amin'ny faran'ny curve ny fahombiazan'ny quantum.
X-ray Sensitivity
Ny fakan-tsarimihetsika silisiôma sasany dia afaka miasa amin'ny ampahany amin'ny hazavana hita maso amin'ny spektrum, sady afaka mamantatra ny halavan'ny onjam-pandrefesana X-ray. Na izany aza, matetika ny fakan-tsary dia mitaky injeniera manokana mba hiatrehana ny fiantraikan'ny taratra X amin'ny fitaovana elektronika fakan-tsary, ary amin'ny efitrano banga ampiasaina amin'ny andrana X-ray.
Cameras infrarouge
Farany, ny sensor tsy mifototra amin'ny silisiôma fa amin'ny fitaovana hafa dia afaka mampiseho curve QE hafa tanteraka. Ohatra, ny fakan-tsarimihetsika InGaAs, miorina amin'ny Indium Gallium Arsenide ho solon'ny silisiôma, dia afaka mamantatra ny halavan'ny onjam-peo midadasika ao amin'ny NIR, hatramin'ny 2700nm fara-fahakeliny, miankina amin'ny variana sensor.
Quantum Efficiency vs. Fakan-tsary hafa Specs
Ny fahombiazan'ny quantum dia metrika fampandehanana lehibe, saingy tsy miasa irery izy io. Toy izao ny ifandraisany amin'ny famaritana fakantsary manan-danja hafa:
QE vs. Sensitivity
Ny fahatsapan-tena dia ny fahafahan'ny fakantsary mamantatra famantarana manjavozavo. Ny QE dia mandray anjara mivantana amin'ny fahatsapan-tena, fa ny anton-javatra hafa toa ny haben'ny piksel, ny tabataba mamaky, ary ny ankehitriny maizina dia manana anjara koa.
QE vs. tahan'ny signal-to-noise (SNR)
Ny QE ambony kokoa dia manatsara ny SNR amin'ny famokarana famantarana (elektron) isaky ny foton. Saingy ny tabataba be loatra, noho ny tsy fahampian'ny elektronika na ny fampangatsiahana tsy ampy, dia mbola mety manimba ny sary.
QE vs. Kilalao mavitrika
Raha misy fiantraikany amin'ny habetsahan'ny hazavana hita ny QE, ny elanelana mavitrika dia mamaritra ny tahan'ny famantarana mazava sy maizina indrindra azon'ny fakan-tsary. Ny fakan-tsary QE avo lenta miaraka amin'ny elanelana mavitrika ratsy dia mbola afaka mamokatra vokatra ambany amin'ny sehatra mifanohitra be.
Raha fintinina, ny fahombiazan'ny quantum dia tena zava-dehibe, saingy tombantombana foana miaraka amin'ny fepetra fanampiny.
Inona no atao hoe "tsara" Quantum Efficiency?
Tsy misy QE "tsara indrindra" - miankina amin'ny fampiharanao izany. Izany hoe, ireto misy fepetra ankapobeny:
| QE Range | Performance Level | Use Cases |
| <40% | IVA | Tsy mety amin'ny fampiasana siantifika |
| 40–60% | Average | Fampiharana siantifika amin'ny ambaratonga voalohany |
| 60–80% | Tsara | Mety amin'ny ankamaroan'ny asa fanaovana sary |
| 80–95% | tsara | Sary tsy dia mazava, avo lenta, na foton-fetra |
Eritrereto koa ny tampon'isan'ny QE vs ny salan'isan'ny QE manerana ny spektral tianao.
Famaranana
Ny fahombiazan'ny quantum dia iray amin'ireo antony manan-danja indrindra, nefa tsy nojerena, amin'ny fisafidianana fitaovana siantifika. Na manombatombana ny CCD, ny fakan-tsary sCMOS, na ny fakan-tsary CMOS ianao, dia manampy anao ny fahatakarana ny QE:
● Maminavina ny fomba fiasan'ny fakantsarinao ao anatin'ny toe-javatra misy hazavana
● Ampitahao ny vokatra amin'ny fomba tsy mitongilana mihoatra ny fitakiana ara-barotra
● Ampifanaraho amin'ny fepetra siantifikao ny fakan-tsary
Rehefa mandroso ny teknolojian'ny sensor, ny fakan-tsary siantifika avo lenta amin'izao fotoana izao dia manome fahatsapan-tena sy fahaiza-manao miavaka amin'ny fampiharana isan-karazany. Saingy na dia mandroso toy inona aza ny fitaovana, ny fisafidianana ny fitaovana mety dia manomboka amin'ny fahatakarana ny fomba hifandraisan'ny fahombiazan'ny quantum amin'ny sary lehibe kokoa.
FAQs
Tsara kokoa foana ve ny fahombiazan'ny quantum avo kokoa amin'ny fakantsary siantifika?
Ny fahombiazan'ny quantum (QE) ambony kokoa dia manatsara ny fahaizan'ny fakantsary hamantatra ny haavon'ny hazavana ambany, izay sarobidy amin'ny fampiharana toy ny microscopy fluorescence, astronomia, ary sary molekiola tokana. Na izany aza, ny QE dia ampahany iray amin'ny mombamomba ny fampisehoana voalanjalanja. Ny fakan-tsary QE avo lenta miaraka amin'ny halavirana mavitrika, feo be mamaky na tsy ampy ny fampangatsiahana dia mety mbola hanome vokatra tsy tsara indrindra. Ho an'ny fampisehoana tsara indrindra, tombantombana foana ny QE miaraka amin'ireo fepetra fototra hafa toy ny tabataba, ny halalin'ny bitika ary ny maritrano sensor.
Ahoana no fandrefesana ny fahombiazan'ny quantum?
Ny fahombiazan'ny quantum dia refesina amin'ny alalan'ny fandrefesana ny sensor iray misy foton fantatra amin'ny halavan'ny onjam-peo manokana ary avy eo manisa ny isan'ny elektronika vokarin'ny sensor. Izany dia atao amin'ny ankapobeny amin'ny fampiasana loharanom-pahazavana monochromatic calibrated sy photodiode reference. Ny sandan'ny QE vokarina dia amboarina manerana ny halavan'ny onjam mba hamoronana curve QE. Izany dia manampy amin'ny famaritana ny valin'ny fakan-tsarimihetsika, manan-danja amin'ny fampitoviana ny fakan-tsary amin'ny loharanon'ny hazavana na ny elanelan'ny famoahana azy.
Afaka manatsara ny fahombiazan'ny quantum ve ny rindrambaiko na ny sivana ivelany?
Tsia. Ny Quantum Efficiency dia fananana intrinsic, avo lenta amin'ny fitaovana an'ny sensor-tsary ary tsy azo ovaina amin'ny rindrambaiko na kojakoja ivelany. Na izany aza, ny sivana dia afaka manatsara ny kalitaon'ny sary amin'ny alàlan'ny fanatsarana ny tahan'ny signal-to-noise (ohatra, ny fampiasana sivana entona amin'ny fampiharana fluorescence), ary ny rindrambaiko dia afaka manampy amin'ny fampihenana ny feo na ny fanodinana aorian'ny fanodinana. Na izany aza, tsy manova ny sanda QE mihitsy ireo.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Zo rehetra voatokana. Rehefa mitanisa dia ekeo ny loharano:www.tucsen.com
