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光电信息科学与工程这个专业怎么样?很难学吗?

2024-08-08 00:07:01 | 帮帮网

今天帮帮网小编整理了光电信息科学与工程这个专业怎么样?很难学吗?相关信息,希望在这方面能够更好帮助到大家。

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光电信息科学与工程这个专业怎么样?很难学吗?

【分子光谱与成像】IV 单分子荧光与超分辨成像


【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</

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。


数值孔径与点扩散函数</

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。


单分子荧光成像的突破</

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。


超分辨率成像的曙光</

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。


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光电信息科学与工程这个专业怎么样?很难学吗?

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)

光电信息科学与工程这个专业怎么样?很难学吗?

超分辨荧光显微成像技术的基本原理

帮帮网(https://www.bbshu.com)小编还为大家带来超分辨荧光显微成像技术的基本原理的相关内容。

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。

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