柯勒照明(Köhler Illumination)是由德国光学工程师 August Köhler 于1893年提出的一种显微镜照明方法,至今仍是现代光学显微镜最重要的照明技术。
一、核心原理
柯勒照明的关键思想是:将光源像与样品像分离到不同的共轭面上。它通过聚光镜系统建立两组共轭焦平面:
1、照明共轭面(场光阑共轭):光源灯丝 → 聚光镜前焦面 → 物镜后焦面 → 目镜视场光阑。在这些面上能看到光源灯丝的像。
2、成像共轭面(孔径光阑共轭):场光阑 → 样品面 → 中间像面 → 视网膜/CCD。在这些面上能看到样品的像。
二、柯勒照明的优势
1、照明均匀:光源的像聚焦在聚光镜的前焦面上,样品面上得到的是高度均匀的照明,不会看到灯丝的像。
2、对比度可控:通过调节孔径光阑可以控制照明锥角(数值孔径),从而在分辨率与对比度之间取得平衡。
3、杂散光少:场光阑仅允许视场范围内的光通过,有效抑制视场外的杂散光。
三、调节步骤
1、聚焦样品,获得清晰的样品像。
2、关小场光阑,在目镜中看到场光阑的像(多边形亮区),调节聚光镜高度使场光阑像与样品像同焦。
3、调节聚光镜定心螺钉,使场光阑像居中。
4、打开场光阑至刚好覆盖视场。
5、根据需要调节孔径光阑,通常设为物镜后焦面的 2/3~3/4。
五、显微照明设计