01
生物光子学导论
光与生物组织相互作用基础（吸收、散射、荧光）· 传感器概述 · 学习路径
基础荧光
02
光源与探测器基础
LED/激光二极管 · PMT/APD/光电二极管 · 光谱响应匹配
器件选型
03
光学系统设计基础
透镜·滤光片·分束器·光纤耦合 · 数值孔径与光斑计算
设计几何光学
04
荧光检测原理
荧光机制 · 斯托克斯位移 · 量子产率 · 荧光寿命 · FRET
荧光FRET
05
吸收光谱与比色法
朗伯-比尔定律 · 吸收测量 · 比色传感器 · 动态范围/灵敏度
吸收比色
06
散射与拉曼光谱
瑞利/米氏散射 · 拉曼散射 · SERS传感器
拉曼SERS
07
表面等离子体共振(SPR)
SPR原理 · Kretschmann结构 · 角度/波长调制 · 分子相互作用
SPR无标记
08
干涉型传感器
马赫-曾德尔 · 迈克尔逊 · 法布里-珀罗 · 生物传感应用
干涉高精度
09
光波导传感器
平面/通道波导 · 倏逝波传感 · 光栅耦合器 · 集成光学
波导倏逝波
10
光纤传感器
FBG · LPFG · 锥形光纤 · 分布式传感
光纤FBG
11
微流控与光学集成
微流控芯片 · 光流控集成 · 液滴光学检测
微流控芯片
12
光电检测电路设计
跨阻放大器(TIA) · 噪声分析 · 锁相放大 · 微弱信号检测
电路TIA
13
数据采集与信号处理
ADC · 采样定理 · 数字滤波 · 基线校正与平滑
信号ADC
14
传感器标定与测试
标准样品 · 灵敏度/特异性 · 响应/恢复时间 · 重复性
标定测试
15
生物识别元件固定化
抗体/抗原固定 · DNA探针 · 酶固定 · SAM技术
固定化SAM
16
微纳制造技术
光刻 · 电子束刻蚀 · 纳米压印 · 3D打印
微纳制造
17
片上实验室(Lab-on-a-Chip)
样品预处理 · 混合/分离/检测片上集成
LOC集成
18
无线与可穿戴光学传感器
PPG · 脉搏血氧仪 · 可穿戴荧光传感器
可穿戴PPG
19
内窥镜与介入式传感器
微型光学探头 · 共聚焦内窥镜 · OCT传感器
内窥OCT
20
多模态传感器融合
光学-电化学 · 光学-声学 · 光学-磁学融合
多模态融合
21
系统集成与封装
光学对准 · 热管理 · EMC · 可靠性设计
封装可靠性
22
嵌入式系统与固件
微控制器 · I2C/SPI · 实时采集 · 低功耗设计
嵌入式固件
23
上位机软件开发
Python/C#可视化 · GUI · 数据库 · 云平台对接
上位机Python
24
机器学习与光谱分析
特征提取 · SVM/随机森林 · CNN光谱分析
MLCNN
25
生物安全性评估
生物相容性 · 光毒性 · 热效应 · ISO 10993
安全ISO
26
临床验证与转化
临床试验 · 伦理 · FDA/CE · 转化路径
临床认证
27
案例一：便携式血糖检测仪
光学法 · 需求分析 → 原型机
案例血糖
28
案例二：实时PCR荧光系统
光学模块 · 热循环集成
案例PCR
29
案例三：可穿戴汗液分析
柔性光学 · 无线通信集成
案例汗液
30
总结与未来展望
单分子检测 · 量子点 · 光声成像 · 产业趋势
前沿职业