Sensibilidad del sensor de imagen

Para sus condiciones, los factores más importantes serán NEE (exposición equivalente al ruido, QE = eficiencia cuántica).

El radio$\dfrac{SEE}{NEE}$es su rango dinámico (DR) donde SEE = Exposición equivalente de saturación.

Debe comprender qué significa exposición, esta es la integral del flujo de fotones a lo largo del tiempo. En otras palabras, el número de fotones recogidos en un período de tiempo.

Desafortunadamente, la mayoría de los fabricantes de sensores citan NEE y SEE en electrones (después de la conversión de fotones a portadores, aquí electrones) en lugar de fotones reales, por lo que deberá ingresar el QE para calcular los niveles de luz reales. Estos números a menudo están implícitos con un nivel de saturación cotizado, en ese caso está implícito el QE.

En su aplicación de alta velocidad con poca luz, necesita un sensor con un NEE lo más pequeño posible, y deberá ver en la hoja de datos alguna mención de CDS (Muestreo doble correlacionado) o eliminación de ruido kTC.

Después de la actualización con la hoja de datos: *****

Usando Vsat nominal con ganancia de conversión:

$FW = \dfrac{V_{sat}}{G_{conversion}}=\dfrac{2.7}{3.4*10^{-6}} [\dfrac{V}{\dfrac{V}{e^{-}}}] = 274,118 [e^{-}]$FW= Pozo lleno

Esto es lo suficientemente cerca del 800$ke^{-}$en la hoja de datos. Entonces el VER = 800$ke^{-}$.

El rango dinámico es de 71 dB, que es 3548:1.

$NEE = \dfrac{800,000}{3548}=225 [e^-]$

Usando su cálculo de corriente oscura de 1765 electrones generados en 1 segundo, el ruido asociado con eso es:

$\sqrt{1765} = 42 [e^-]$

Idealmente, la corriente oscura aporta una línea de base variable con la temperatura y el ruido asociado con ese cambio de línea de base es el ruido de disparo de la corriente de fuga.

El ruido de disparo oscuro y el ruido del amplificador, que son independientes entre sí, se suman en cuadratura:

$Noise_{total} = \sqrt{225^2 + 42^2} = 229[e^-]$

Usando su cálculo QE de arriba, el NEE es$\dfrac{229}{0.522} = 439 \gamma$

Puedes hacer lo mismo con el Hamamatsu S11639.

Sin embargo, aún no puede comparar directamente los dos porque ha omitido un punto de datos muy importante. ¿Cuál es el área de un píxel?

Lo importante es comparar estos dos sensores en las mismas condiciones. Debe comprender la irradiancia requerida para cumplir con NEE, que tiene unidades de$\dfrac[W][m^2]$pero$\dfrac{\gamma}{m^2}$es comparable si está utilizando una sola longitud de onda. Aquí$\gamma$significa fotones.

Su próximo paso en la comparación es mirar la configuración óptica, f/#, resolución, etc.

La sensibilidad en los sensores de imagen también se puede expresar en términos de "eficiencia de fotones", que en un nivel fundamental es una medida de cuántos de los fotones que golpean el área de un píxel se convierten realmente en pares detectables de electrones y huecos en la unión del fotodiodo. . Estos se acumulan durante la duración de la exposición para convertirse en la carga total de ese píxel.

El otro factor que debe considerar es la "corriente oscura", que esencialmente son pares de agujeros de electrones creados por cosas distintas a la luz, como la temperatura del sensor, los rayos cósmicos (y otras radiaciones ionizantes) y fugas. Esto establece un límite inferior en el nivel de luz que podrá detectar.

Las hojas de datos de los sensores especificarán estos parámetros, lo que le permitirá determinar si son adecuados para su aplicación en particular.