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 | 瓜准网
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超分辨荧光显微成像技术的基本原理
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。
【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。
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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） 以上就是瓜准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？，希望能对大家有所帮助。更多相关文章关注瓜准网：www.guazhun.com
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