柯勒照明

照明方法

柯勒(August Kohler) 是十九世纪末蔡司厂的工程师，为了纪念他在光学领域的突出贡献，后人把他发明的二次成像叫做柯勒照明。1893年。柯勒首先研发了一种完善的照明方法，而成为一种能对样品提供最佳照明的方式。随后，由于这一方法能使样品获得均匀而又充分明亮的照明，而且又不会产生耀眼的眩光，因此，近代的实验室用显微镜制造厂都纷纷推荐使用这一方法，从而使得显微镜的使用人员可以发掘出显微镜的所有潜在能力。

柯勒照明优点

柯勒照明克服了临界照明的缺点，是研究用显微镜中的理想照明法。这种照明法不仅观察效果佳，而且是成功地进行显微照相所必须的一种照明法。

2. 照明的热焦点不在被检物，不会灼伤被检物；

3. 聚光镜将视场光阑成像在被检物平面处，改变大小可控制照明范围。

柯勒照明原理

光源的灯丝经聚光镜前组（科勒镜）及可变光阑1（紧靠科勒镜）后，灯丝像第一次落在聚光镜后组（成像物镜）的物方焦点处，此处有一光阑2，成像物镜又将灯丝的一次像成像在像方无穷远处。这样在被检物体的平面处没有灯丝像的形成，不影响观察。此外照明变得均匀。观察时，可改变聚光镜孔径光阑的大小，使光源充满不同物镜的入射光瞳，而使聚光镜的数值孔径与物镜的数值孔径匹配。同时聚光镜又将视场光阑成像在被检物体的平面处，改变视场光阑的大小可控制照明范围。

详细说明如下：

(1) 由光源的灯丝1上任一点发出的光，经反光镜系统2、光源的视场光阑3, 把已放大而又已会聚了的光源像, 投射于聚光镜的孔径光阑4所在的平面即聚光镜的前焦平面上，而光源发光体的所有光点汇集起来，便在聚光镜的孔径光阑上形成了发光体的完整像。从光学系统的原理来看, 就好像把光源的发光体正好摆在聚光镜5下方的前焦平面上。而从聚光镜出射的照明光，就是发光体上所有发光点从各个方位上汇集起来的一束平行光，它穿越样品使样品上获得充份的照明，因而从物镜7成像的视域中看不到发光体(灯丝)的像，也就是不出现灯丝的条纹。

这一束平行的照明光束，实际上包含了光源的灯丝像与孔径光阑的像，则由物镜7会聚成像于物镜的後焦平面8，这样只要把目镜从目镜筒上拔出来望进目镜筒内，就可以看到这两个像。

(2) 视场光阑位于显微镜的底座上, 其位置正好是在聚光镜的二倍焦距以外. 聚光镜的托架上通常都设有聚光镜高低位置的调节机构, 调节聚光镜的高低位置就可把视场光阑成像于样品平面上. 在样品调焦清晰的同时也可看到清晰的视场光阑像; 视场光阑也位于光源的集光-聚光与反光镜的前方, 照明光必须穿过它再投射于聚光镜上, 在这里它的主要功能只是调控投射到聚光镜的照明光束直径的大小; 它不能影响显微镜光学上的任何分辨率，也不影响物镜或聚光镜的数值孔径; 但视场光阑要利用聚光镜的调中装置把它调到视域的中央, 而它的大小只能是开大到正好消失在所用某一倍数物镜时的视域边缘上; 视场光阑对所观察的成像视域消除眩光的作用较为重要, 而对成像反差的影响则较为次要. 但对本身就是低反差的样品成像时, 用视场光阑来消除过多的照明光却显得特别的重要。

科勒照明的调整

(1) 取切片样品，10倍物镜下聚焦清晰；

(2) 视场光阑调至最小，上下调节聚光镜，直至视场中可以看到光阑边缘清晰成像；

(3) 调节聚光镜对中螺丝，使光阑大致处于视场中央，再放大视场光阑，精细调节以使光阑像可以和视场外切；

(4) 每更换其它物镜时，根据物镜NA值调节聚光镜孔径光阑数值（物镜NA*0.7）；实际使用时为得到较大景深，可以稍缩小孔径光阑数值。

科勒照明的发展

此外，这种照明的热焦点不在被检物体的平面处，即使长时间的照明，也不致损伤被检物体。2004年蔡司公司又在传统柯勒式照明基础上推出了带有反光碗的全系统复消色差照明技术，消除照明色差，增强光的还原性，进而提高分辨率，同时照明均匀而光效高。

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