23/04/13圖像傳感器的量子效率是描述光電器件光電轉(zhuǎn)換能力的一個(gè)重要參數(shù)，它是在某一特定波長(zhǎng)下單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的平均光電子數(shù)與入射光子數(shù)之比。
QE = N電子數(shù) / N入射光子數(shù)
假設(shè)，一個(gè)圖像傳感器的量子效率為75%，那么每100個(gè)照射到感光區(qū)域的光子可轉(zhuǎn)化成 75個(gè)電子信號(hào)。
QE取決于入射光子的波長(zhǎng)，常表示為一個(gè)單獨(dú)的數(shù)字，通常指的是峰值。當(dāng)光子撞擊相機(jī)像元時(shí)，大部分會(huì)到達(dá)感光區(qū)域，然后通過(guò)光敏硅基釋放電子后測(cè)量，但在此之前，一些光子會(huì)被圖像傳感器的材料所吸收、反射或散射。光子與相機(jī)傳感器材料之間的相互作用取決于光子波長(zhǎng)，因此被檢測(cè)到的可能性也取決于波長(zhǎng)。這種決定性關(guān)系由量子效率曲線給出。
不同的相機(jī)傳感器可能具有不同的QE，具體取決于傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制作材料。對(duì)QE影響最大的是相機(jī)傳感器的結(jié)構(gòu)類型，即：前照式（FSI）還是背照式（BSI）。
在前照式相機(jī)中，光線射入像元必須先通過(guò)金屬電路結(jié)構(gòu)才能被檢測(cè)到。由于金屬電路結(jié)構(gòu)不透光，所以早期相機(jī)僅有30~40%左右的量子效率。后來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，微透鏡的引入將光線通過(guò)導(dǎo)線聚焦到光敏硅中，將量子效率提升到70%左右，有些先進(jìn)的前照式相機(jī)的峰值QE甚至可達(dá)到84%左右。
背照式相機(jī)逆轉(zhuǎn)了這種傳感器設(shè)計(jì)，它將金屬電路結(jié)構(gòu)放到了光敏硅層后面，入射光子就直接撞擊薄薄的光敏硅層。這樣的工藝革新，使得背照式相機(jī)QE峰值大大提高，改善了在弱光環(huán)境下的成像質(zhì)量。由于背照式像元的光敏硅層很薄，對(duì)于工藝要求較高，制作難度與成本也就比前照式高。
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在實(shí)際應(yīng)用中，量子效率并不是所有成像應(yīng)用中的重要特征。對(duì)于光照水平充足的應(yīng)用，如明場(chǎng)顯微觀察，提高QE和靈敏度幾乎沒有什么作用。而在弱光成像中，高QE的相機(jī)感光度越高，靈敏度也越高，因此即使在光照較暗或曝光時(shí)間較短的情況下，依然能得到清晰的圖像。
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