从集光率到最低基本信噪比：像素集光率（光几何因子）解释为模式数
量子物理
2025-08-28 v1 仪器与探测器
光学
摘要
光几何因子最近作为一种像素级形式的集光率被引入，它量化了探测器元件的空间角通量。在这项工作中，通过将光几何因子与每个像素可访问的光学模式数等同起来，扩展了其解释。这种基于模式的视角在辐射通量和量子光子统计之间建立了直接联系。通过将光几何因子与玻色-爱因斯坦分布相结合，推导出了像素级可达到的最低信噪比（SNR）的估计值。给出了基于场景和基于传感器的显式公式，展示了最小信噪比如何取决于孔径几何形状、像素间距、f数、波长和源温度。该公式为根据最低预期量子噪声极限评估成像传感器提供了一个紧凑且物理上透明的基准。
引用
@article{arxiv.2508.19434,
title = {From \'Etendue to the Lowest Fundamental SNR: Pixel \'Etendue (Optogeometric Factor) Interpreted as Mode Count},
author = {Jan Sova and Marie Kolaříková},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.19434},
year = {2025}
}