科勒照明

在显微成像当中，照明对成像的效果有至关重要的影响，科勒照明是August Koehler在1893年提出来的一种照明方式，由于其均一的照明效果如今已经成为了显微镜当中一种通用的照明方式。在科勒照明提出之前，传统的照明方式中聚光镜（Condenser）直接将照明光源的像成在样本平面，样本平面与光源发光面共轭，由于光源发出的光并不是均匀的（uneven），这导致了物平面上光照不均一、明暗有变化的照明效果。而科勒提出的照明方案很好地解决了这一问题（even illumination）。

Optics

显微镜系统中的光学元件大概分为两类：Diaphragm（光阑）和Lens（透镜）。光阑是一个简单元件，光阑的开合能改变进光量。透镜用于focus/defocus。使用平行光照射透镜，透镜会将光线聚焦于一个点，即focal point，使用点光源则相反，即defocus。

Critical Parts

显微镜系统组成，可将其分为两组，每组目的不同。


在这些元件中，不需考虑所有元件，部分元件在组成时已被固定好位置，部分元件可以移动，这些可移动的才是需要考虑对准的。在大多数显微镜中，光源和收集透镜（Collector）是固定的，无需考虑。视场光阑可以开合，聚光镜光阑紧贴聚光镜，一起考虑。聚光镜可以左右，上下移动，物镜可以前后移动。
如果将光源放在焦平面上，那么透镜会使光束散焦变成平行光束，使用这一点即可得到均衡的曝光，如下图：

共轭焦平面

显微镜是由一系列透镜所组成的，这就会产生共轭焦平面。主要关心两个不同的共轭焦平面，一是共轭照明平面，这样叫是因为当显微镜对准时，这些平面是光源和光源的图像存在的平面。
当显微镜由科勒照明大概对准时，光源的图像在聚光镜的焦平面上对焦，聚光镜将产生平行光束均匀照射样品。确保光源成像在聚光镜的焦平面上是实现科勒照明的关键。收集透镜对光源进行成像，因此我们可以移动收集透镜确保光源成像在聚光镜焦平面上。但是收集透镜和光源在显微镜中是不可移动的，因此我们需要移动聚光镜。

图像平面是当显微镜准直时，样品所成的像所在的平面。我们可以使用视场光阑所成的像判断聚光镜位置是否合适。

如何应用科勒照明准直显微镜

1.将物镜置于恰当位置，通过目视聚焦样品获得最佳位置。
2.关闭视场光阑，移动聚光镜，直到视场光阑所成的像对焦完成。此时光源成像在聚光镜的焦平面上，样品将会受到平行光照射。如果视场光阑成像不在中心，那么在x,y方向移动聚光镜使得其成像在中心。最后打开视场光阑。
由于不同场所所用透镜不同，因此聚光镜位置不可固定，需要适时调整以适用于不同场合不同透镜。

参考资料

https://www.bilibili.com/video/BV11V411z7tP?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=3c0572f1682df8b37675a9152468fd09