25/08/15Litšoantšong tsa saense, ho nepahala ke ntho e 'ngoe le e 'ngoe. Hore na o nka mats'oao a khanya e tlase kapa o latella lintho tse sa bonahaleng tsa leholimo, bokhoni ba khamera ea hau ba ho bona khanya bo ama boleng ba liphetho tsa hau ka kotloloho. E 'ngoe ea lintlha tse mahlonoko ka ho fetesisa, empa hangata e sa utloisisoe hantle, ho equation ena ke quantum performance (QE).
Tataiso ena e tla u tsamaisa ka hore na QE ke eng, hore na ke hobane'ng ha e le bohlokoa, mokhoa oa ho hlalosa litlhaloso tsa QE, le hore na e bapisoa joang le mefuta ea li-sensor. Haeba u le 'marakeng bakeng sa akhamera ea saensekapa ho leka ho utloisisa lintlha tsa lik'hamera, sena ke sa hau.
Setšoantšo: Mehlala ea kh'amera e tloaelehileng ea Tucsen ea QE
(a)Aries 6510(b)Dhyana 6060BSI(c)Libra 22
Ho sebetsa hantle ha Quantum ke eng?
Quantum Efficiency ke monyetla oa hore photon e fihlang ho sensor ea khamera e hlile e bonoa, 'me e lokolla photoelectron ka silicon.
Mehatong e mengata leetong la photon ho ea ntlheng ena, ho na le litšitiso tse ka monyang photon kapa ho li bonahatsa hole. Ho feta moo, ha ho na thepa e pepeneneng ka 100% ho bolelele bo bong le bo bong ba photon, hammoho le liphetoho leha e le life tsa sebopeho sa thepa li na le monyetla oa ho bonahatsa kapa ho hasanya lifoto.
E hlalosoa e le peresente, katleho ea quantum e hlalosoa e le:
QE (%) = (Palo ea lielektrone tse hlahisitsoeng / Palo ea lifoto tsa liketsahalo) × 100
Ho na le mefuta e 'meli ea mantlha:
●QE ea kantle: E lekanyelitsoeng ts'ebetso e kenyeletsang litlamorao tse joalo ka tahlehelo ea phetiso.
●QE ea ka hare: E lekanya katleho ea phetoho ka har'a sensor ka boeona, ho nka hore li-photon tsohle li kenngoa.
QE e phahameng e bolela kutlo e betere ea leseli le matšoao a matla a litšoantšo, haholo maemong a bobebe bo tlase kapa a fokolang a photon.
Hobaneng ha Bokhoni ba Quantum bo le Bohlokoa Lik'hamerang tsa Mahlale?
Litšoantšong, hoa thusa kamehla ho nka liperesente tse phahameng ka ho fetisisa tsa lifoto tse kenang tseo re ka li khonang, haholo lits'ebetsong tse hlokang kutloisiso e phahameng.
Leha ho le joalo, li-sensor tse phahameng tse sebetsang hantle li atisa ho bitsa chelete e ngata. Sena se bakoa ke phephetso ea boenjiniere ea ho eketsa ntlha ea ho tlatsa ha o ntse o boloka ts'ebetso ea pixel, hape le ka lebaka la ts'ebetso ea ho bonesa ka morao. Ts'ebetso ena, joalo ka ha u tla ithuta, e thusa ho sebetsa ka mokhoa o phahameng ka ho fetesisa - empa e tla le ho rarahana ho hoholo ha tlhahiso.
Joalo ka litlhaloso tsohle tsa khamera, tlhoko ea ts'ebetso ea quantum e tlameha ho lula e lekantsoe khahlano le lintlha tse ling bakeng sa ts'ebeliso ea hau ea litšoantšo. Mohlala, ho hlahisa senotlolo sa lefats'e ho ka tlisa melemo bakeng sa lits'ebetso tse ngata, empa hangata ha ho khonehe ho sensor ea BI. Ho feta moo, e hloka ho eketsoa ha transistor e eketsehileng ho pixel. Sena se ka fokotsa ntlha ea ho tlatsa 'me ka hona ts'ebetso ea quantum, leha e bapisoa le li-sensor tse ling tsa FI.
Mehlala ea lits'ebetso moo QE e ka bang bohlokoa
Mehlala e seng mekae ea lisebelisoa:
● Leseli le tlase le litšoantšo tsa fluorescence tsa disampole tsa baeloji tse sa tsitsitseng
● Ho nka litšoantšo ka lebelo le phahameng
● Lisebelisoa tse ngata tse hlokang litekanyo tse nepahetseng tse phahameng
QE ka Mofuta oa Sensor
Litheknoloji tse fapaneng tsa sensor ea litšoantšo li bonts'a katleho e fapaneng ea quantum. Mona ke kamoo QE e bapisang mefuta e meholo ea sensor:
CCD (Sesebelisoa se Kopantsoeng sa Tefiso)
Lits'oants'o tsa mahlale tse neng li ratoa ka moetlo bakeng sa lerata la tsona le tlase le QE e phahameng, hangata e fihla sehlohlolong lipakeng tsa 70-90%. Li-CCD li ipabola lits'ebetsong tse kang tsa bolepi ba linaleli le litšoantšo tsa nako e telele.
CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)
Hang ha e se e fokotsoe ke QE e tlase le lerata le phahameng la ho baloa, li-sensor tsa CMOS tsa sejoale-joale - haholo-holo meralo e khantšitsoeng ka morao-li fumane haholo. Tse ngata li se li fihlella litlhōrō tsa boleng ba QE ka holimo ho 80%, li fana ka ts'ebetso e ntle ka ho fetisisa e nang le liforeimi tse potlakileng le tšebeliso e tlaase ea matla.
Lekola mefuta ea rona e tsoetseng peleKhamera ea CMOSmehlala ho bona hore na theknoloji ena e fihlile hakae, joalo kaKhamera ea Tucsen's Libra 3405M sCMOS, k'hamera ea mahlale e nang le kutloisiso e phahameng e etselitsoeng ho batla lits'ebetso tse bobebe bo tlase.
sCMOS (Scientific CMOS)
Sehlopha se ikhethileng sa CMOS se etselitsoeng litšoantšo tsa mahlale,Khamera ea sCMOSthekenoloji e kopanya QE e phahameng (ka tloaelo 70-95%) e nang le lerata le tlaase, mefuta e mengata e matla, le ho fumana ka potlako. E nepahetse bakeng sa litšoantšo tsa lisele tse phelang, microscopy ea lebelo le phahameng, le fluorescence ea litsela tse ngata.
Mokhoa oa ho bala Quantum Efficiency Curve
Baetsi ka tloaelo ba phatlalatsa moepa oa QE o rerang katleho (%) ho pholletsa le wavelengths (nm). Li-curve tsena li bohlokoa bakeng sa ho tseba hore na kh'amera e sebetsa joang mefuteng e itseng ea spectral.
Lintlha tsa bohlokoa tseo u ka li batlang:
●Tlhōrō ea QE: Ho sebetsa ka ho fetisisa, hangata ho 500-600 nm range (leseli le letala).
●Sebaka sa Wavelength: Fesetere ea spectral e ka sebelisoang moo QE e lulang e le ka holim'a moeli oa bohlokoa (mohlala,> 20%).
●Libaka tsa ho theoha: QE e atisa ho oela libakeng tsa UV (<400 nm) le NIR (> 800 nm).
Ho toloka curve ena ho o thusa ho tsamaisana le matla a sensor le ts'ebeliso ea hau, ekaba o nka setšoantšo ka spectrum e bonahalang, haufi le infrared, kapa UV.
Ho itšetleha ka Wavelength ka katleho ea Quantum
Setšoantšo: QE Curve e bonts'ang boleng bo tloaelehileng bakeng sa li-sensor tsa silicon tse ka pele le tse ka morao.
HLOKOMELA: Kerafo e bontša monyetla oa ho fumanoa ha photon (ho sebetsa hantle ha quantum, %) khahlanong le photon wavelength bakeng sa mehlala e mene ea lik'hamera. Mefuta e fapaneng ea li-sensor le likhoele li ka fetola li-curve tsena haholo
Ts'ebetso ea quantum e itšetlehile haholo ka bolelele ba maqhubu, joalo ka ha ho bonts'itsoe setšoantšong. Bongata ba li-sensor tsa kh'amera tse thehiloeng ho silicon li bonts'a ts'ebetso ea tsona e phahameng ea quantum karolong e bonahalang ea spectrum, hangata sebakeng se setala ho isa ho se mosehla, ho tloha ho 490nm ho isa 600nm. Li-curve tsa QE li ka fetoloa ka likhoele tsa sensor le mefuta e fapaneng ea thepa ho fana ka tlhoro ea QE ho pota 300nm ho ultra-violet (UV), ho pota 850nm haufi le infra red (NIR), le likhetho tse ngata lipakeng.
Likh'amera tsohle tse thehiloeng ho silicon li bonts'a ho fokotseha ha ts'ebetso ea quantum ho ea ho 1100nm, moo li-photon li seng li se na matla a lekaneng a ho lokolla li-photoelectrons. Ts'ebetso ea UV e ka fokotsoa haholo ho li-sensor tse nang le li-microlenses kapa khalase ea fensetere e thibelang UV, e thibelang khanya e khuts'oane ho fihla ho sensor.
Har'a lipakeng, li-curve tsa QE ha li boreleli ebile ha li lekane, 'me hangata li kenyelletsa litlhoro tse nyane le likotlolo tse bakoang ke thepa e fapaneng ea thepa le pepeneneng ea lisebelisoa tseo pixel e entsoeng ka tsona.
Lits'ebetsong tse hlokang kutlo ea UV kapa ea NIR, ho nahana ka li-curve tsa ts'ebetso ea quantum ho ka ba bohlokoa le ho feta, joalo ka ha lik'hamera tse ling ts'ebetso ea quantum e ka ba kholo makhetlo a mangata ho feta tse ling lipheletsong tse feteletseng tsa curve.
Sensitivity ea X-ray
Lisensara tse ling tsa lik'hamera tsa silicon li ka sebetsa karolong e bonahalang ea khanya, ha li ntse li khona ho bona bolelele bo bong ba maqhubu a X-ray. Leha ho le joalo, hangata lik'hamera li hloka boenjiniere bo khethehileng ho sebetsana le tšusumetso ea X-ray ho lisebelisoa tsa elektroniki tsa khamera, le likamore tsa vacuum tse sebelisoang hangata bakeng sa liteko tsa X-ray.
Lik'hamera tsa infrared
Qetellong, li-sensor tse thehiloeng eseng silicon empa lisebelisoa tse ling li ka bonts'a li-curve tsa QE tse fapaneng ka ho felletseng. Mohlala, lik'hamera tsa infrared tsa InGaAs, tse ipapisitseng le Indium Gallium Arsenide sebakeng sa silicon, li khona ho bona mefuta e pharalletseng ea maqhubu ho NIR, ho fihla ho boholo bo ka bang 2700nm, ho latela mofuta oa sensor.
Katleho ea Quantum vs. Lintlha tse ling tsa Khamera
Ho sebetsa hantle ha Quantum ke metric ea bohlokoa ea ts'ebetso, empa ha e sebetse e le mong. Mona ke kamoo e amanang le lintlha tse ling tsa bohlokoa tsa khamera:
QE khahlano le Boikutlo
Sensitivity ke bokhoni ba khamera ba ho lemoha matšoao a fokolang. QE e kenya letsoho ka kotloloho ho kutlo, empa lintlha tse ling joalo ka boholo ba pixel, lerata la ho bala, le maqhubu a lefifi le tsona li bapala karolo.
QE vs. Signal-to-Noise Ratio (SNR)
QE e phahameng e ntlafatsa SNR ka ho hlahisa matšoao a mangata (li-electrone) ka photon. Empa lerata le feteletseng, ka lebaka la lisebelisoa tsa elektronike tse fokolang kapa ho se pholisoe ho lekaneng, le ntse le ka senya setšoantšo.
QE vs. Dynamic Range
Le hoja QE e ama hore na khanya e kae e bonoang, dynamic range e hlalosa karo-karolelano pakeng tsa matšoao a khanyang le a lefifi ka ho fetisisa ao khamera e ka a tšoarang. Khamera e phahameng ea QE e nang le mefuta e fokolang ea matla e ntse e ka hlahisa liphetho tse tlase ho lipapiso tse fapaneng haholo.
Ka bokhuts'oane, ts'ebetso ea quantum e bohlokoa, empa kamehla e hlahlobe hammoho le litlatsetso tse tlatselletsang.
Katleho e "ntle" ea Quantum ke Eng?
Ha ho na "QE" e ntle ka ho fetesisa - e ipapisitse le ts'ebeliso ea hau. Seo se boletse, mona ke li-benchmarks tse akaretsang:
| Sehlopha sa QE | Boemo ba Tshebetso | Sebelisa Maemo |
| <40% | Tlase | Ha e lokele tšebeliso ea mahlale |
| 40–60% | Karolelano | Lisebelisoa tsa mahlale tsa boemo ba ho kena |
| 60–80% | E ntle | E loketse mesebetsi e mengata ea ho etsa litšoantšo |
| 80–95% | E kgabane | Sets'oants'o se nang le khanya e tlase, se nepahetseng haholo kapa se nang le photon |
Hape, nahana ka tlhoro ea QE khahlano le karolelano ea QE ho pholletsa le sebaka seo u se batlang.
Qetello
Ho sebetsa hantle ha Quantum ke e 'ngoe ea lintlha tsa bohlokoa ka ho fetisisa, leha ho le joalo tse hlokomolohuoang, ho khetha sesebelisoa sa ho nka litšoantšo sa mahlale. Hore na o hlahloba li-CCD, likhamera tsa sCMOS, kapa likhamera tsa CMOS, ho utloisisa QE hoa u thusa:
● Nahana esale pele hore na khamera ea hao e tla sebetsa joang maemong a sebele a mabone
● Bapisa lihlahisoa ka mokhoa o se nang boikaketsi ho feta lipolelo tsa ho bapatsa
● Bapisa lintlha tsa khamera le litlhoko tsa hau tsa saense
Ha theknoloji ea sensor e ntse e hatela pele, lik'hamera tsa kajeno tsa mahlale a QE a phahameng li fana ka kutlo e makatsang le ho feto-fetoha ha lits'ebetso tse fapaneng. Empa ho sa tsotellehe hore na hardware e tsoetse pele hakae, ho khetha sesebelisoa se nepahetseng ho qala ka ho utloisisa hore na katleho ea quantum e lumellana joang le setšoantšo se seholoanyane.
FAQs
Na ts'ebetso e phahameng ea quantum e lula e le betere ho kh'amera ea mahlale?
Kakaretso e phahameng ea quantum performance (QE) e ntlafatsa bokhoni ba khamera ba ho bona maemo a tlase a khanya, a bohlokoa lits'ebetsong tse kang fluorescence microscopy, astronomy, le imaging ea molek'hule e le 'ngoe. Leha ho le joalo, QE ke karolo e le 'ngoe feela ea boemo bo leka-lekaneng ba ts'ebetso. Khamera ea boemo bo holimo ea QE e nang le matla a fokolang a matla, lerata le baloang haholo, kapa ho sa pholile ho lekaneng, e ntse e ka fana ka liphetho tse tlase. Bakeng sa ts'ebetso e ntle ka ho fetesisa, lula u lekola QE hammoho le lintlha tse ling tsa bohlokoa joalo ka lerata, botebo bo fokolang, le boqapi ba sensor.
Bokhoni ba quantum bo lekantsoe joang?
Ho sebetsa hantle ha quantum ho lekanyetsoa ka ho khantša sensor e nang le palo e tsebahalang ea li-photon ka bolelele bo itseng ba maqhubu ebe ho bala palo ea lielektrone tse hlahisoang ke sensor. Hangata sena se etsoa ho sebelisoa mohloli oa khanya oa monochromatic le referense photodiode. Boleng bo hlahisoang ba QE bo raliloe ho pholletsa le wavelengths ho theha QE curve. Sena se thusa ho tseba karabelo ea pono ea sensor, ea bohlokoa bakeng sa ho bapisa khamera le mohloli oa leseli oa sesebelisoa sa hau kapa sebaka sa tlhahiso.
Na software kapa li-filters tsa kantle li ka ntlafatsa ts'ebetso ea quantum?
No. Quantum Efficiency ke thepa ea ka hare, ea boemo ba hardware ea sensor ea setšoantšo 'me e ke ke ea fetoloa ke software kapa lisebelisoa tsa ka ntle. Leha ho le joalo, li-filters li ka ntlafatsa boleng ba setšoantšo ka ho ntlafatsa karo-karolelano ea mats'oao ho lerata (mohlala, ho sebelisa lihloela tse tsoang lits'ebetsong tsa fluorescence), 'me software e ka thusa ho fokotsa lerata kapa ho e lokisa. Leha ho le joalo, tsena ha li fetole boleng ba QE ka boeona.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Litokelo tsohle li sirelelitsoe. Ha u qotsa, ka kopo ela hloko mohloli:www.tucsen.com
