柯勒照明 照明的基本目标 ：在光学显微镜中，观察的样品通常本身不发光，需要被外部光源照亮。最基本的照明方式是让光源直接照亮样品。然而，这会导致几个严重问题：光线不均匀（亮斑）、样品上多余的热量积累，以及杂散光造成图像对比度下降。因此，在高质量显微成像中，照明的目的不仅是“照亮”，更是要为成像系统提供 均匀、可控且与物镜数值孔径相匹配 的照明光束。 临界照明及其缺陷 ：在柯勒照明出现之前，主要使用“临界照明”。其原理是将光源（如灯丝）的像，通过聚光镜直接聚焦在样品平面上。这样做的优点是光能利用率高。但致命缺点是：样品平面上的亮度直接反映了光源本身的亮度分布——如果光源是钨丝，那么样品上就会形成一个钨丝像的亮斑，照明极其不均匀。样品上局部的过热也会损坏活体标本。 柯勒的核心思想 ：1893年，德国科学家奥古斯特·柯勒提出了一种革命性的照明方案，其核心思想是“将光源的像聚焦在 物镜的后焦面 ，而不是样品平面”。这实现了两个关键的解耦： 均匀性 ：在样品平面上，你看到的不是光源的像，而是被光源照亮的聚光镜光阑的 均匀光斑 。光源本身成像在别处，其不均匀性不会影响样品平面的光照均匀度。 可控性 ：照明光束的角度（孔径）和照明区域（视场）可以独立地进行调节。 光学实现路径 ：一个典型的柯勒照明系统由光源和两级透镜组构成。 集光镜 ：紧挨着光源，它的作用是将光源发出的光线收集并会聚。 聚光镜 ：位于集光镜上方，靠近样品台。它负责将光线投射到样品上。 关键调节步骤 ： a. 调节光源像的位置 ：首先调节集光镜的前后位置，使光源（灯丝）清晰地成像在 聚光镜的孔径光阑 平面上。这个光阑通常位于聚光镜的内部或下方。 b. 调节照明区域 ：然后，通过整体上下调节聚光镜的高度，使聚光镜的孔径光阑（此刻已被光源像充满）清晰地成像在 物镜的后焦面 上。同时，聚光镜前透镜的上表面（或其场镜）会将 集光镜 的像，投射到 样品平面 上。 最终结果 ：在正确的调节下，在 样品平面 上得到的是一个边界清晰、亮度均匀的圆形光斑（对应集光镜的像）；而在 物镜的后焦面 上，则充满了光源的像。 两个可调光阑的作用 ： 孔径光阑 ：位于聚光镜上。调节它的大小，可以控制照射到样品上的光束的 最大角度 （即照明数值孔径）。正确的调节是使其与物镜的数值孔径匹配或略小，以优化图像的分辨率和对比度，并减少炫光。 视场光阑 ：通常位于集光镜之前。调节它的大小，可以控制样品上被照亮的 区域范围 。正确的用法是将其收缩到比当前观察视场略大，这样可以有效遮挡来自样品区域外的杂散光，显著提高图像的对比度。 优势与应用 ：柯勒照明提供了高度均匀、可控的明亮视场，是现代透射光学显微镜（生物显微镜、金相显微镜等）的标准照明配置。它完美地将光源的均匀性（通过集光镜成像在样品面）和亮度/孔径控制（通过光源成像在物镜后焦面）分离开，是获得高质量显微图像的基础。理解并正确调节柯勒照明，是进行高级显微观察（如相衬、微分干涉差、荧光等）的前提。