COMO SE MIDE LA EFICIENCIA DE UNA CCD?

[GONZALO]

Llevo dias dándole vueltas a la compra de una CCD y veo que algunas dan al eficiencia o ganancia como un porcentaje de eficiencia y otras hablan de un número de e-.

Alguien sabe exactamente que es cada cosa y si son comparables ?

No se si alguien ha planteado esto en otro post, pero no lo he encontrado

Gracias de antemano.

[Tomaset]

La eficiencia de un detector fotosensible se mide en diferentes longitudes de onda y vendria a ser algo asi como la capacidad de capturar fotones que tiene el sensor, depende en que longitud de onda un sensor determinado pueder mas o menos sensible y lo ideal seria una eficiencia cuantica del 100% pero la realidad es bien distinta. El numero de electrones por pocillo conseguidos es un buen indicador de la eficiencia cuantica, a mas electrones por pocillo mas eficiente es el detector, ahora bien, esto es solo teoria, ¿como se mide? pues no lo sé.... ...a decir verdad nunca habia pensado en ello , tendre que ponerme

[jahensan]

Pues es relativamente fácil, como dice Tomaset, la eficacia cuántica o QE es el valor de referencia de la sensibilidad del detector. Pero hay otros valores a tener en cuenta como la capacidad de captación de electrones, tamaño del pixel, etc.

También hay que tener en cuenta cual es el uso que se le vaya a dar a la CCD. El binomio entre el tubo y la CCD debe estar equilibrado.

Saludos

[cometas]

Piensa que ademas que algunos fabricantes mienten o exageran , o simplemente tergiversan.

Yo he provado camaras que dicen que rondan el 60% y sin embargo al compararla con otro que de verdad rendia el 65% habia una diferencia abismal.

[Tomaset]

En resumidas cuentas, la eficiencia cuantica es la capacidad de transformar fotones en información.

[GONZALO]

Gracias pero creo que no habéis entendido mi duda.

Se que es la eficiencia cuántica. Pero lo que no se es qué unidad es la que me están vendiendo cuando me hablan de: "Ganancia de 0.5e-/ADU a 0.1e-/ADU" Supongo que debe tener algo que ver con la medida de la eficiencia.

Y puestos a no saber, mi cámara de fotos tiene mayor ruido de fondo cuanto mayor ISO le pido. Supongo que en una CCD pasará lo mismo. ¿ hay algunas condiciondes de referencia para que sean comparables las medidas de eficiencia cuántica ? O cada marca da el dato como mas le interesa ?

[cometas]

Ok veamos si me se explicar
EFICIENCIA CUANTICA
Una eficencia cuantica del 50% significa que de cada 100 fotones que llegan al chip , detectamos 50, ( son capaces de arrancar 50 electrones)

GANANCIA
La ganancia no tiene nada que ver con la eficiencia cuantica . Es simplemente un factor de conversion que traduce de electrones a numeros mas manejables . Estos numeros mas manejables se corresponden luego con los niveles de grises , tambien llamados ADUS

FULL WELL CAPACITY
Este valor indica la cantidad de electrones que caben en cada pixel ,y depende fundamentalmente del tamaño del mismo. (por repulsion electrostatica llega un momento donde no caben mas electrones en un pixel) Pixels de mayor tamaño permiten un numero mayor de electrones .

Ejemplo:
Camara 60% eficiencia cuantica
Ganacia 2.8 eletrones/adu
Full Well Capacity =180.000 electrones
pixe = 20 micras

Imagina que haces una exposicion de 5 minutos y llegan 100.000 fotones a un pixel , estos 100.000 fotones arrancaran 60.000 electrones, (60%) estos 60.000 electrones divididos por la ganacia de tu CCD te daran el nivel de cuentas o grises o ADUS de ese pixel.

En este caso =21.428 ADUS , cuentas o niveles de grises , segun prefieras.

Lo mas normal es que el fabricante ajuste la ganacia de la CCD a un valor que permita "aprovechar " todos los electrones que CABEN en un pixel con el rango de visualizacion de 16 bits= 65.565 tonos de grises

Imagina una CCD con pixel de 20 micras donde cada pixel tiene una capacidad para 180.000 electrones . (Full Well Capacity)

Hemos de transformar esos 180.000 electrones , a 65.565 , que se corresponde con el nivel de visualizacion de 16 bits . 180.000/65.565 =2.74 . En este caso la logica hara que el fabricante elija una ganacia de 2.8 electrones/adu . Y de esta manera aprovechara mejor toda la capacidad electronica de cada pixel

Otro dato muy a tener en cuenta , pese a que los fabricantes suelen mentir , es el ruido de lectura , este valor es verdaderamante importante, mucho mas , que el ruido termico , al cual se le suele dar excesiva importancia . El ruido termico lo podemos eliminar mediante unos buenos darks , pero nada podemos hacer contra en rudio de lectura.

Mi consejo es que no te puedes fiar en exceso de los datos de ciertos fabricantes.

Las curvas relativas de eficiencia cuantica, son eso RELATIVAS , y no es facil poder compararlas con otras.

Por fortuna la mayoria de CCDs del mercado funcionan de forma excelente , practicamente cualquier CCD sirve para todo , tanto para hacer ciencia como para hacer astrofotografia, pero es bien cierto que algunas son mucho mas adecuadas que otras.

Para hacer ciencia casas como Sbig o Apogee ,marcan la diferencia, pero para astrofotografia , las cosas estan mucho mas igualadas , pese a que el doble chip de guiado de una camara Sbig , es una ventaja muy a tener en cuenta. De todas formas camaras como las starlight , Lunatico, Atic etc , dan un resultado extraordinario en astrofotografia.

[GONZALO]

A ver si lo he entendido. Conociendo la eficiencia se cuántos e- tengo en el sensor por cada 100 fotones que entran en el espectro del visible (supongo que no es lo mismo la energía de un rojo que de un azul, pero eso es otro tema).

A partir de aquí supongo que le ajusto la ganancia a la cámara desde el ordenador.

Como tengo un ruido de lectura de por ejemplo 6e- (todo esto lo estoy sacando de los datos de la luna QHY-6 http://tienda.lunatico.es/epages/Store. ... cts/CAM601 ), cuanta menor ganancia programe menos notaré el ruido de lectura.

Y en paralelo, aunque no me dan el dato del ruido de fondo, pues lo mismo, cuanta menor ganancia programe menos notaré el ruido de fondo.

Lo que tampoco me dan es la eficiencia cuántica. Se supone que puedo obtenerla desde los datos de la ganancia ? O sencillamente no dan el dato

[cometas]

Ojo la mayoria de CCD exceptuando alguna starlight y alguna Luna, no permiten ajustar la ganacia . El ajuste de la ganancia es comodo sobre todo para planetaria donde por culpa de los altos niveles de iluminacion es recomendable ajustarla .

Mi experiencia con esta CCD es nula , pero en el pasado tuve una ccd starlight , donde el nivel de ganacia si era ajustable mediante un selector , recuerdo que subiamos la gancia en cielo profundo y la bajabamos para planetaria , pero desconozco los valores implicados en electrones/adus.


Por ultimo, la eficiencia cuantica no es algo fijo para todas las longitudes de onda , normalmente es una curva mas o menos acampanda que suele ir del violeta (incluso algo de ultravioleta en algunos modelos , ) hasta el infrarrojo . (algunas CCD son altamente sensibles en el infrarrojo. Es decir las CCD captan mas luz que el espectro visible.

Te adjunto curva de eficencia cuantica de mi CCD
fijate que en el rojo ronda el 82% de eficiencia cuantica.

En general los chips kaf tienen una respuesta de sensibilidad mas centrada en el rojo , y los chips Sony mas en el verde.

[GONZALO]

Vale Cometas. Ya me voy aclarando. Mi resumen:

He entrado en la página de SBIG y está todo explicadito de PM para sus cámaras, con gráficas y comparativas entre distintos modelos. Hablan de la ganancia, ruido de fondo, .... Y además te explican los conceptos

Y el resto de casas te da solo la mitad de los datos. Se ve que no están muy orgullosos ellos mismos o que hacen como que venden con la foto mas que con datos técnicos.

En fin, que duro ser pobre.

Y peor aun el mes de lluvias.