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EBSD探测器的灵敏度是一个重要的指标。在探测器的性能对比时，经常提到灵敏度，但也常常被误解。本页我们考察探测器灵敏性相关的所有范畴，包括灵敏度的含义、量化，还将介绍光纤板光学系统对探测器整体性能的影响。
具有更高灵敏度的探测器对所有类型的EBSD分析都有好处，不仅仅束流敏感材料才需要。具体来讲，高灵敏度探测器有以下好处：
金属卤化物钙钛矿太阳能电池样品的取向分布图，使用高灵敏度Symmetry S2 EBSD探测器采集。
高灵敏度的EBSD探测器还开辟了一些新的应用领域，如有表征机薄膜，如上图展示的金属卤化物钙钛矿太阳能电池材料。
浏览以下部分，以更多地了解EBSD探测器的灵敏度和光纤板光学系统的重要性。
提示：更多关于EBSD探测器灵敏度的信息，请参考技术公告“高灵敏度EBSD探测器”。
每次EBSD实验我们都希望得到的结果达到要求。但是，结果是否达到要求与实验考察的问题相关，如下实例所展示的：
EBSD探测器的灵敏度，是指实现实验目标所需要的最小电子剂量。
电子剂量可以定义如下：
电子剂量=束流×曝光时间（单位：nAms）
需要注意电子剂量和束流不同：在小束流条件下工作，不等于电子剂量低（例如，小束流下增加曝光时间，电子剂量会变大）。
所以，反过来，可将灵敏度定义为：
灵敏度=1/最小电子剂量
灵敏度可以表述为单位束流条件下，可以实现的最高采集速度，即每nA束流下，每秒采集的帧数，pps/nA。灵敏度的定义涉及了EBSD数据采集实验本身，所以，在定义某个EBSD探测器的灵敏度时，需要指出测试的条件。
按照灵敏度的定义，它是最小电子剂量的函数，我们可以按以下步骤，量化EBSD探测器的灵敏度的经验值：
注意，材料和实验参数都会影响灵敏度。例如，下面三个面分布图都是使用Symmetry S2采集的数据，但因为实验本身要求不一样，所以灵敏度有很大差异。
部分再结晶Ni样品的取向分布图：探测器灵敏度为868 pps/nA
高速采集石英岩样品的EBSD取向图
双相钢样品中，反映裂纹尖端应变的高分辨率KAM分布图：探测器灵敏度为5.9 pps/nA
另一种评价灵敏度的方法更严格，它将灵敏度定义为衍射花样的信噪比（SNR）。随着电子剂量的增加，SNR也会增加，达到能够标定的水平，以满足需要的精度或可靠性要求。因此，可以绘制探测器的SNR随电子剂量变化的曲线，然后与理论上的理想探测器对比（理想探测器的衍射花样中没有噪声，SNR仅由散粒噪声决定）。下图中，显示了三种探测器的灵敏度差异：高灵敏度探测器（如Symmetry S2，绿线）、传统的透镜耦合的高速探测器（红线）与理想探测器（蓝色虚线）。
对于特定的EBSD数据采集，我们需要一定的SNR值。在需要低SNR（在低剂量范围）的测试中，理想探测器、高灵敏度探测器和传统探测器的差异明显（标签1）。在高剂量范围的测试中，高灵敏度探测器和传统探测器的SNR曲线趋近于理论探测器，但它们之间的差异依然非常明显。
SNR—电子剂量曲线：理想探测器（蓝色）、高灵敏度探测器（绿色）和传统的透镜耦合的高速探测器（红色）
传统的EBSD探测器使用间接电子探测（IeD, Indirect electron Detection）设计，探测器前端有闪烁体（即荧光屏）和图像传感器（CCD或者CMOS）之间使用光学透镜进行耦合。探测器的每一个组成部分都有自己的量子效率（QE），他们组合在一起共同决定了探测器的整体效率，即探测器的量子效率（DQE）。DQE最终决定了探测器的灵敏度。
通常情况下，人们会更关注图像传感器的量子效率。然而，荧光屏到传感器之间的光传输，才是信号损失最多的环节。
荧光屏：在20 keV电子能量下，一个典型的高灵敏度荧光屏可以将每个入射电子转换成大约2500个光子，此时荧光屏的量子效率大约为2500。
透镜系统：一个标准透镜的数值孔径是有限的，因此只能采集荧光屏后方整个半球2π立体角范围内很小一部分光子，正如下图所示：
实际上，超过99%的光子都不会进入透镜，因此，透镜系统的量子效率小于0.01。
传感器：绝大多数的EBSD探测器都使用高灵敏度探测器（CCD或CMOS），量子效率大约为0.6-0.7。
以上可以看出，透镜系统决定整个系统的量子效率：即使使用最好的透镜系统（例如，Nordlys Nano CCD探测器的数值孔径为f/0.7），传统基于透镜系统的EBSD探测器对光的捕捉不足，是整个探测器量子效率依然很低的主要因素。
Symmetry EBSD探测器是第一款在荧光屏和传感器中间，采用光纤板光学系统进行耦合的商业EBSD探测器。如下图所示：所有的光从荧光屏直接传导到传感器上，极大地改善了探测器这部分的量子效率。
SNR—电子剂量曲线：理想探测器（蓝色）、高灵敏度探测器（绿色）和传统的透镜耦合的高速探测器（红色）
回到SNR—电子剂量曲线，由光纤板光学系统耦合的探测器Symmetry和传统的基于透镜耦合的快速型探测器之间灵敏度的显著差异，可以单纯地归因于光纤传输的高效率。在低电子剂量应用（如高速采集）中，这两种类型探测器的灵敏度相差近一个量级。在高电子剂量应用（比如高分辨EBSD分析）中，两者的差异降至约为3倍。
最后需要指出的是，牛津仪器的光纤耦合的EBSD探测器，能够将衍射花样的图像畸变控制在小于一个像素以内，使得这些探测器特别适用于花样互相关的研究中。此外，像传统探测器一样，可以在客户那里轻松完成荧光屏的更换，无需返厂维修。
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