在很多情況下，一臺(tái)設(shè)計(jì)精良的顯微鏡并不一定會(huì)獲得良好的成像質(zhì)量。其主要原因多半是光源未調(diào)校好，使標(biāo)本不能獲得充分的照明所至。顯微鏡標(biāo)本*的照明狀態(tài)應(yīng)該是明亮、無(wú)眩光、而且視場(chǎng)照度是均勻的。 對(duì)常規(guī)的目視觀察及顯微攝影，有很多種照明的光源。由于價(jià)格低廉，使用壽命長(zhǎng)，50W或者100W的鹵鎢燈是zui常見(jiàn)的一種。在圖1的顯微鏡圖的底座中，畫(huà)出了這種光源。在圖中也詳細(xì)描述了典型的現(xiàn)代透射光顯微鏡的光路。在此圖中，鹵鎢燈發(fā)出3200K的連續(xù)光譜（電壓為9V時(shí)）。此光線通過(guò)集光鏡和視場(chǎng)鏡然后反射到載物臺(tái)下聚光鏡，再到達(dá)標(biāo)本。成像光束由顯微鏡物鏡捕獲后到達(dá)目鏡或者由分光鏡分光導(dǎo)入到一個(gè)或者幾個(gè)攝影接口。當(dāng)燈源發(fā)出的光線照明標(biāo)本并到達(dá)目鏡或附加的照相機(jī)的過(guò)程中，光線要經(jīng)過(guò)若干透鏡和光欄。在現(xiàn)代顯微鏡中，要獲得*的照明狀態(tài)，應(yīng)該對(duì)顯微鏡的光學(xué)器件進(jìn)行校正，使其符合“柯拉照明”的原則。怎樣將透射光和反射光顯微鏡校正到符合柯拉照明的細(xì)節(jié)我們將在顯微鏡的《透射光》及《反射光》中進(jìn)行討論。圖1所示的光路為典型的透射光光路，光路中有一些透鏡、光欄、反射鏡和分光鏡。這些器件引導(dǎo)光線穿過(guò)整個(gè)顯微鏡。 鹵鎢燈在光譜中心為3200K（電源大約為9V時(shí)）的狀態(tài)下工作，但需要采用色轉(zhuǎn)換濾片提升色溫進(jìn)行日光均衡。另外常用的一種光源為75W或者150W氙燈，這種燈有非常高的亮度和很長(zhǎng)的壽命，相應(yīng)的平均輸出與人眼的光譜一致，色溫與日光型膠卷的要求近似。如果要求非常高的亮度，可以采用錫鹵化物燈。在熒光顯微鏡中，常常采用了解100W或者200W的汞燈。在早一些時(shí)候，也采用過(guò)碳弧燈或鋯燈，但現(xiàn)在很少見(jiàn)。
在反射光顯微鏡中，光路系統(tǒng)中照明光源的調(diào)整也是十分重要的，特別是金相、半導(dǎo)體晶片檢查及新型的熒光顯微鏡。反射光顯微鏡也采用多種照明光源（如前面已討論），也可采用柯拉照明的方式調(diào)整到*期的狀態(tài)。詳細(xì)的討論在Kohler illumination for reflected light microscopy中有闡述。反射光顯微鏡的照明光路即為interactive Java tutorials 的標(biāo)題，也包括下面的一個(gè)連接。
在"Photography Through the Microscope"一書(shū)中，John Delly認(rèn)為，提供給學(xué)術(shù)討論、展覽會(huì)和科技出版物的顯微攝影照片，有80%到90%光路校正均不正確，其標(biāo)本的照明狀況很差。這是顯微觀察和顯微攝影中存在的一個(gè)十分嚴(yán)重的通病。通過(guò)對(duì)許多大學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)顯微鏡的隨機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)聚光鏡及光源調(diào)整不正確的狀況十分明顯。我們認(rèn)為，聚光鏡和視場(chǎng)光欄不正確的調(diào)校，是產(chǎn)生顯微攝影照片缺陷的zui大的原因。
正確照明的必要性未能受到特別的關(guān)注。一臺(tái)校未經(jīng)正確校正，價(jià)值25，000美圓的顯微鏡的成像水平可能與手持式放大鏡差不多，拍攝影的照片還不及一臺(tái)校正到柯拉照明*狀態(tài)的，價(jià)值2000美圓的顯微鏡。本網(wǎng)頁(yè)的相關(guān)部份介紹了有關(guān)柯拉照明的理論，并用圖形對(duì)實(shí)施方法進(jìn)行了解釋?zhuān)ㄍ干涔夂头瓷涔怙@微鏡）。本網(wǎng)頁(yè)也采用了各種interactive Java tutorials幫助學(xué)生掌握這些重要的概念。
無(wú)焦點(diǎn)及非聚焦照明：在一個(gè)照明系統(tǒng)中，如果照明光源沒(méi)有在光路中的任意位置上形成像點(diǎn)，這樣的系統(tǒng)稱(chēng)之為無(wú)焦點(diǎn)或非聚焦照明系統(tǒng)。在電燈泡未發(fā)明之前，顯微鏡工作者只以選擇他們可以選擇的光源作為顯微鏡的照明源。在有日光的時(shí)候，使用者可將顯微鏡對(duì)準(zhǔn)天空（或使用載物臺(tái)下反光鏡），利用云層作為天然的散射屏使視場(chǎng)中的照度均勻。在顯微鏡上還設(shè)置了一個(gè)凹面反射鏡，使照明標(biāo)本的光線更亮一些。白云和藍(lán)天不是光源，它們?cè)谠陲@微鏡光路中成像，因此屬于無(wú)焦點(diǎn)源或非聚集光源。當(dāng)顯微鏡在室內(nèi)或晚間使用時(shí)，迫使人們使用人造光源。由于這類(lèi)光源自身的色溫較低，使顯微鏡標(biāo)本呈現(xiàn)出的顏及色調(diào)與自然光照明下有較大的差異，在使用中往往加入各種藍(lán)色的濾光片進(jìn)行補(bǔ)償，使其與自然光照明條件下的色調(diào)一致。由于此類(lèi)照明方式的光源均未在顯微鏡的光路中成像，這些照明均歸類(lèi)為無(wú)焦點(diǎn)或非聚焦照明光源。早期的研究證實(shí)，倘若物鏡的zui后一片鏡片被光源充滿(mǎn)，無(wú)論是自然光源或人造光源，其光學(xué)特性和分辨率并沒(méi)有多大的差異。后來(lái)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一個(gè)十分重要的條件：顯微鏡照明系統(tǒng)的數(shù)值孔徑應(yīng)盡量與物鏡的數(shù)值孔徑相同。在19世紀(jì)，發(fā)明了一種新的“光源聚焦”照明方法（臨界照明或稱(chēng)之為Nelsonian照明），使顯微鏡的照明條件得到改善。
臨界（或納爾遜）照明：這種照明方法是由英國(guó)顯微鏡工作者愛(ài)德華納爾遜根據(jù)阿貝提出的光學(xué)原理發(fā)明的。從19世紀(jì)到20世紀(jì)，臨界照明在顯微鏡中得到了十分有效的應(yīng)用。至今，在那些只使用外部光源或者不需要顯微鏡攝影的較為價(jià)廉的顯微鏡中仍然提倡使用。
納爾遜照明依靠載物臺(tái)下聚光鏡將油燈燃燒的亮度均勻的火焰（或其它亮度均勻的光源）成像于標(biāo)本平面上，使視場(chǎng)的亮度比較均勻。在這種照明方法中，光源的均勻性是一個(gè)十分重要的條件。燈源燃燒產(chǎn)生火焰的亮度應(yīng)相對(duì)的均勻，但是其它的光源，例如放大機(jī)上的磨砂燈泡、乳白色燈泡或有帶狀燈絲的電燈泡均可在臨界照明中應(yīng)用。圖2所示為臨界照明的光路圖，它利用一個(gè)假設(shè)的油燈提供一個(gè)均勻的光源。
從油燈的火焰發(fā)出的光由聚光鏡匯聚（參見(jiàn)圖2），火焰的像成于載玻片上的標(biāo)本平面上。實(shí)際上，往往成像不可能在火焰的中心上，通常需要重新調(diào)整載物臺(tái)下的反光鏡使火焰成像于視場(chǎng)中心，使火焰能充滿(mǎn)整個(gè)視場(chǎng)。進(jìn)入顯微鏡的總光量可由通常加在外部的視場(chǎng)光欄（如果有的話）來(lái)控制。應(yīng)有充夠的光線進(jìn)入顯微鏡并充滿(mǎn)物鏡的后焦平面，可適當(dāng)?shù)卣{(diào)整聚光鏡的孔徑光欄來(lái)達(dá)到此目的。成像于焦平面上的光源不很穩(wěn)定，可能存在一些不均勻的斑點(diǎn)及紋路。可采取稍稍調(diào)整一點(diǎn)聚光鏡使其產(chǎn)生一點(diǎn)離焦，使視場(chǎng)更均勻來(lái)克服這個(gè)缺點(diǎn)。有很多場(chǎng)合，更有效的柯拉照明方法取代了納爾遜照明法。
柯拉照明：本題目將在本的相關(guān)章節(jié)中作進(jìn)一步的討論，本文只對(duì)它的概貌作一簡(jiǎn)明的介紹。在柯拉照明中，光源應(yīng)成像于聚光鏡的孔徑光欄處，并通過(guò)孔徑光欄產(chǎn)生一束平行光照明標(biāo)本。一個(gè)放大的光源像成于聚光鏡的下面（孔徑光欄處），通過(guò)聚光鏡產(chǎn)生一個(gè)角度很大的能產(chǎn)生標(biāo)本*分辨率光錐。聚光鏡孔徑光欄的尺寸可用來(lái)控制照明標(biāo)本光錐的數(shù)值孔徑，這樣可以扼制不必要的雜散光和眩光。這樣聚光鏡表面的灰塵及玻璃表面的缺陷對(duì)視場(chǎng)影響會(huì)降至zui小。
在顯微鏡中，光學(xué)器件調(diào)校的正確與否，將直接影響有效的標(biāo)本照明，這些校正包括光源的校正。一個(gè)認(rèn)真的顯微鏡工作者能熟練的對(duì)這些器件進(jìn)行校正，并能針對(duì)標(biāo)本的差異和物鏡的不同進(jìn)行實(shí)踐。不正確的校正將嚴(yán)重地影響顯微鏡攝影照片的質(zhì)量，使其產(chǎn)生斑點(diǎn)、虛光、色斑、襯度不良及其它各式各樣的缺陷。一些的顯微鏡配置了“預(yù)調(diào)中”燈泡不需要對(duì)燈泡進(jìn)行調(diào)中，有一些顯微鏡甚至配置了橫向不能調(diào)整的聚光鏡。這類(lèi)顯微鏡在出廠時(shí)已作了調(diào)整，在使用時(shí)不需作過(guò)多的調(diào)整。要使顯微鏡的照明處于*的狀態(tài)，在使用前應(yīng)仔細(xì)閱讀產(chǎn)品的使用說(shuō)明書(shū)或向廠家的技術(shù)代表仔細(xì)詢(xún)問(wèn)相關(guān)的細(xì)節(jié)。
