光电信息科学与工程这个专业怎么样？很难学吗？
发布时间：2024-08-08 00:07:01 | 帮帮网
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【分子光谱与成像】IV 单分子荧光与超分辨成像
欢迎来到南京大学《分子光谱与成像》慕课的学习笔记，这里我们将深入解析IV部分——单分子荧光与超分辨率成像，带你探索微观世界的新维度。
阿贝的衍射极限曾设定光学显微镜的分辨率约为波长的一半，约200纳米。然而，这只是理论上的极限，科学家们正在挑战这个边界。
艾里斑，这个看似微小的物理概念，揭示了光学系统的局限。当点光源经过透镜，其像点并非理想化的无限小，而是呈现出波纹状的艾里斑。瑞利判据告诉我们，只有当两个光源的艾里斑边缘能够清晰区分时，它们才能被看作是独立的。
数值孔径NA，作为物镜的关键参数，关乎镜头对光线的汇聚能力。它与介质折射率密切相关，影响着实际分辨率的提升。点扩散函数，即PSF，是光学成像的核心，它定义了光点经过成像系统后的形态，从艾里斑到更复杂的形状。
图像中物体的尺寸与PSF的关系至关重要：大于PSF的物体能够清晰展示结构，而小于PSF的则难以分辨。但真正的挑战在于，如何在实际应用中突破这些物理限制。
单分子荧光成像的难点不在于提升分辨率，而是提升信噪比，以确保在低光强度下依然能清晰捕捉信号。共聚焦和TIRF成像技术有助于减小背景噪音，高效光电检测器件的选择则能提高信号强度。单分子的特性，如荧光闪烁、光谱跳跃和光子反聚束，是验证其单分子身份的重要标志。
传统的衍射限制不再是绝对的枷锁。定位方法利用高精度拟合，即使在艾里斑影响下也能确定单分子的位置，精确度可达到纳秒级别。通过控制荧光信号的发射节奏，PALM和STORM等技术实现了超分辨率成像，让微观世界中的复杂结构得以清晰呈现。
总结来说，单分子荧光成像与超分辨率成像的突破，不仅在于技术的进步，更是在挑战我们理解世界的基本物理法则。这些技术的革新，正引领我们走向一个前所未有的微观世界。
【分子光谱与成像】IV：单分子荧光与超分辨成像：超越衍射的微世界探索</
数值孔径与点扩散函数</
单分子荧光成像的突破</
超分辨率成像的曙光</
光电信息科学与工程这个专业怎么样？很难学吗？
光电信息工程，其实现在没有形成很强的专业性（大多数学校），主要学习光和电路。比起电子科学与技术、 电子信息科学与技术 ，就是比他们多学光学和一些关于光电显示的技术。
但是电子这一块就没有他们学的精。
主要课程：信号与系统， 数字信号处理 ，电路分析， 数字电路 逻辑设计，电子技术基础，微机原理与汇编技术（电子部分）
物理光学、应用光学、信息光学、光电信息处理基础、光电检测技术、近代光学量测技术、激光技术、光纤通信、光电子学（光部分，其中有很多是学校的选修课）
超分辨荧光显微成像技术的基本原理
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这个问题的答案比较简单：因为组成视网膜的每一个感光细胞（视杆细胞和视锥细胞）、相机芯片上的每一个感光元件（CCD、CMOS等）都是有大小的。比如视网膜中央凹区域的视锥细胞直径平均约为 5 微米。而由于奈奎斯特-香农采样定理的限制，视网膜上能分清的两个相邻像点的距离是视锥细胞直径的两倍，即 10 微米。再结合眼球的构造，大致可以推断出，在距离眼睛 25 厘米的位置，我们能分辨物体上相距为 80 微米的两个点，换算成点阵密度就是大约 320 ppi，这也是苹果所谓“视网膜屏”分辨率的来历。如果要观察小于 80 微米的物体，比如细菌，就需要先将物体放大，再用眼睛或者相机观察。现代光学显微镜的构造其实非常简单，样品放置在物镜的焦点处，从样品上发射或散射的光经过物镜变成平行（准直）光，再经过一个结像透镜，然后会聚到相机的感光芯片上成像。
按照前面的方法来推算，要区分物体上相距为 200 纳米的两个点，如果使用科研级相机，比如最近火起来的 sCMOS 相机（每个感光像素尺寸为 6.5 微米），只需要使用放大倍率为 65 倍的物镜就足够了。
那么是否可以通过提高物镜的放大倍率来观察低于 200 纳米的物体，比如细胞里面微管呢？
答案是不可以。 帮帮网以上，就是帮帮网小编给大家带来的光电信息科学与工程这个专业怎么样？很难学吗？全部内容，希望对大家有所帮助！更多相关文章关注帮帮网：www.bbshu.com
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