显微镜科勒照明的思考

西瓜牛奶

光学技术小白想请教一个问题，为什么柯勒照明需要先将点光源经过透镜成一次像再整形为平行光，如果将点光源直接放在物镜的焦点，产生的平行光与经过一次成像的平行光有何区别？

Maxray

因为要在一次成像点的位置加视场光阑

Fredchen

除了楼上说的视场光阑之外，还有关于照明均匀性的问题。
光源一般都不是点光源，都有一定尺寸，如果单个透镜准直，不同视场的光线发散角是不同的，并不能做到照明区域内的完全均匀。
对比下面两个图片，是很明显的。

炎方

Fredchen 发表于 2024-2-24 08:43
除了楼上说的视场光阑之外，还有关于照明均匀性的问题。
光源一般都不是点光源，都有一定尺寸，如果单个透 ...

您好，根据图二，在设计科勒照明的时候，是要尽量保证光源的像的主光线平行吗？ 这样才能达到高的均匀性

ouhaihong1989

显然，物镜的焦点在物镜内部，那就无法将点光源放到物镜的焦点。从原理上行不通

爱莉的水晶花

Fredchen 发表于 2024-2-24 08:43
除了楼上说的视场光阑之外，还有关于照明均匀性的问题。
光源一般都不是点光源，都有一定尺寸，如果单个透 ...

想问一下科勒照明设计时的细节对应的是哪些参数，比如
1.需要匹配物镜NA的聚光镜NA，是led光源发光角度的NA（孔径用物方NA=0.8），还是像面边缘视场角度的na（（Rang Ry=1），Sine（Rang）），还是用光学不变量计算一次成像的像高大小？

2.一次成像的光斑需要优化到什么程度，球差需要矫正到什么程度？白光光源，我目前用的点列图+质心+权重1优化光斑让评价函数最小
3.分开设计时可以用无焦像空间+角向，组合设计时用多重结构 1）角向控制视场光阑光束平行 2）点列控制孔径光阑一次成像光斑 3）角向控制像面光束，最后的像面光束边缘视场角度需要额外控制吗（比如我图中没有控制角度的光束和你图中有较大边缘视场角度的光束）
4.视场光阑为窗 对应 像面为瞳该怎么控制，是视场光阑处的窗和像面的瞳两处的光束均为平行光束吗

布吉岛

点光源直接照明，亮度不均匀；一次成像之后，照明就均匀了

JZ00ds

需要满足照度均匀，进行非成像设计

可爱的森罗

柯勒照明通过一次成像再整形为平行光，是为了实现**均匀的照明**。如果直接将点光源放在物镜焦点上，产生的平行光的强度分布会直接反映光源的非均匀性（例如点光源的亮度不均匀）。通过一次成像，光源的像被投影到光阑平面，实际使用的光由光阑控制，可以获得均匀的照明，提高成像质量。这种方法能将光源的不均匀性与成像系统隔离开，使最终图像更清晰。