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數(shù)碼相機量子效率和光譜靈敏度

諸如CCD之類的相機傳感器可將入射光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栠M行處理。這個處理過程并不完善；因為撞擊傳感器的每個光子不一定都會讓傳感器產(chǎn)生對應的電子。量子效率(QE)即光子產(chǎn)生電子的平均概率，用轉(zhuǎn)換百分數(shù)表示。與具有低量子效率成像器的相機相比，具有高量子效率成像器的相機產(chǎn)生信號所需的光子較少。

量子效率與成像器構(gòu)成材料(例如，硅)的性能有關(guān)。由于硅的波長響應不均勻，QE便也是一個與波長相關(guān)的函數(shù)。通過下面的曲線圖，可以在特定應用的波長范圍下比較不同相機的響應率。注意，科研級相機內(nèi)的行間轉(zhuǎn)移CCD通常印有微透鏡陣列，在空間上與像素陣列相匹配。這樣，落在光敏像素之外的光子就被重新引導至像素，使傳感器獲得最大填充因數(shù)。圖 1中的QE曲線圖和下表都包含了微透鏡陣列的影響。

紅外截止濾光片
可以使用多種技術(shù)，限制或加強在不同的波長范圍時的靈敏度。硅探測器的響應擴展到了近紅外(NIR)區(qū)域；相機的響應要盡量接近人眼響應，這一點在大多數(shù)應用中都顯得十分重要。因此，硅探測器前面特地安裝了一種紅外截止濾光片，可以阻隔700 nm以上的信號；Thorlabs科研級相機中所使用濾光片的透射率如圖 2所示。在Thorlabs的科研級相機中，紅外截止濾光片(如果有的話)可以拆卸，以便在近紅外或紫外光譜區(qū)域內(nèi)成像，也可以用其他濾光片替代，以滿足用戶應用的特定需求。濾光片的拆卸過程請看圖 3到圖 5。