22/02/25Eficiența cuantică (QE) a unui senzor se referă la probabilitatea ca fotonii să lovească senzorul să fie detectați în procente. Un QE ridicat duce la o cameră mai sensibilă, capabilă să funcționeze în condiții de lumină mai scăzută. QE este, de asemenea, dependent de lungimea de undă, QE-ul exprimat ca un singur număr referindu-se de obicei la valoarea de vârf.
Când fotonii lovesc un pixel al camerei, majoritatea vor ajunge în zona sensibilă la lumină și vor fi detectați prin eliberarea unui electron în senzorul de siliciu. Cu toate acestea, unii fotoni vor fi absorbiți, reflectați sau împrăștiați de materialele senzorului camerei înainte ca detectarea să poată avea loc. Interacțiunea dintre fotoni și materialele senzorului camerei depinde de lungimea de undă a fotonului, astfel încât probabilitatea detectării depinde de lungimea de undă. Această dependență este prezentată în curba de eficiență cuantică a camerei.
Exemplu de curbă de eficiență cuantică. Roșu: CMOS iluminat pe partea din spate. Albastru: CMOS avansat iluminat pe partea frontală.
Senzorii camerelor pot avea eficiențe cuantice (QE) foarte diferite, în funcție de designul și materialele lor. Cea mai mare influență asupra QE este dacă senzorul unei camere este iluminat din spate sau din față. În camerele cu iluminare frontală, fotonii care provin de la subiect trebuie să treacă mai întâi printr-o rețea de cabluri înainte de a fi detectați. Inițial, aceste camere erau limitate la eficiențe cuantice de aproximativ 30-40%. Introducerea microlentilelor pentru a focaliza lumina dincolo de fire în siliciul sensibil la lumină a ridicat acest nivel la aproximativ 70%. Camerele moderne cu iluminare frontală pot atinge eficiențe cuantice de vârf de aproximativ 84%. Camerele cu iluminare din spate inversează acest design al senzorului, fotonii lovind direct un strat subțire de siliciu care detectează lumina, fără a trece prin cabluri. Acești senzori de cameră oferă eficiențe cuantice mai mari, de aproximativ 95% vârf, cu prețul unui proces de fabricație mai intensiv și mai costisitor.
Eficiența cuantică nu va fi întotdeauna o caracteristică vitală în aplicația dumneavoastră de imagistică. Pentru aplicațiile cu niveluri ridicate de lumină, o eficiență cuantică (QE) și o sensibilitate crescute oferă avantaje minore. Cu toate acestea, în imagistica în lumină slabă, o eficiență cuantică ridicată poate duce la un raport semnal-zgomot îmbunătățit și la o calitate a imaginii îmbunătățite sau la timpi de expunere reduși pentru o imagistică mai rapidă. Însă avantajele unei eficiențe cuantice mai mari trebuie, de asemenea, cântărite în raport cu creșterea cu 30-40% a prețului senzorilor cu iluminare din spate.
