Sensibilidad del sensor de imagen

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

La relación \ $ \ dfrac {SEE} {NEE} \ $ es su rango dinámico (DR) donde SEE = exposición equivalente a la saturación.

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

Desafortunadamente, la mayoría de los fabricantes de sensores cotizan 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 que se cita, en ese caso, el QE es implícito.

En su aplicación de baja velocidad y alta velocidad, necesita un sensor con el NEE más pequeño posible, y necesitará 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_ {conversión}} = \ dfrac {2.7} {3.4 * 10 ^ {- 6}} [\ dfrac {V} {\ dfrac {V} { e ^ {-}}}] = 274,118 [e ^ {-}] \ $ FW = Full Well

Esto es lo suficientemente cercano a los 800 \ $ ke ^ {-} \ $ en la hoja de datos. ASÍ QUE el SEE = 800 \ $ ke ^ {-} \ $.

El rango dinámico es de 71 dB, que es de 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 contribuye con 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 añaden en cuadratura:

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

Usando el cálculo de 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 que para comparar estos dos sensores en las mismas condiciones. Debe comprender que la irradiación requerida para cumplir con la NEE, que tiene unidades de \ $ \ dfrac [W] [m ^ 2] \ $, pero \ $ \ dfrac {\ gamma} {m ^ 2} \ $ es comparable si usted es 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 a un nivel fundamental, es una medida de cuántos de los fotones que impactan el área de un píxel realmente se convierten en pares de electrones detectables en La unión fotodiodo. Estos se acumulan durante la duración de la exposición para convertirse en el cargo total para ese píxel.

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

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