光学显微镜的照明，直接决定了成像质量。本文结合ZEMAX软件的光学设计模拟，对各种形式的显微镜光学照明架构进行梳理介绍。这篇断断续续写了前前后后好几个月，包括一些ZEMAX建模、前面背景理论基础的整理，也咨询过台大这边好几个教授专业上的一些见解。

　　对了，我用的是ZEMAX教育专案账号，正个八kb体育平台官网 kb体育经的正版软件，光明正大、名正言顺的薅资本主义羊毛~

　　\color{red}{\mathbf{因为实际中不存在理想的点光源以及由均匀理想点光源构成的面光源}}\\

　　为什么理想点光源这一设定对照明具有特别的意义？这需要提及一下光从光源出发，在传播过程中涉及到的一些物理现象与分析方法作为知识背景，本文章对这些基础做细节讨论：

　　斯涅耳定律是一个由实验得出的入射光线、折射光线之间的几何关系，严格意义上来说这是在从一种各向同性介质传播到另一种具有不同折射率的各向同性介质的光学实验现象的描述，作为定律则专指从各种光学理论（惠更斯原理、费马原理等）推导而出的规律。斯涅耳定律具有一定的特异性，在某些条件下（比如各向异性的单轴晶体中传播），斯涅耳定律失效，需要从费马原理、菲涅尔惠更斯原理以及电磁波传播理论等考虑更全面的理论分析。

　　\color{red}{\mathbf{只有理想的点光源以及由均匀理想点光源构成的面光源才能直接获得均匀的光场分布}}\\

　　在ZEMAX以及其他众多光学模拟软件中，即是利用以上光学原理，计算光线在不同介质界面间的传播行为，获得与实际拟真的光学系统设计。

　　本文章中使用ZEMAX软件模拟演示来解释一下，点光源、非点光源、均匀光源、不均匀光源产生的照明现象以及其特点，并对一些照明形式架构进行简要说明。我会在文章结尾附上全部ZEMAX文件，不过为了方便没有ZEMAX license或只有低版本ZEMAX的小伙伴也可以看，接下来还是会有大量图片，高清大图~

　　预先介绍一下接下来在ZEMAX中演示模拟各种照明系统中需要的一些理想化设定，这些设定也影响着照明系统的设计与后续优化。设计时需要理想化前提假设，实际变量仿真则是后续优化再考虑的问题。因此，在设计一个光学架构的时候，通常我们都会采用非常理想化的预设，再将现实中的变量逐个添加入系统之中再进行优化仿真。

　　这里就顺便总结一下在一开始分析、设计光学系统时，我们总会考虑的一些理想化设定：

　　这也是以光是一种电磁波为主的几何光学体系下的理想化设定，其中又暗含另外两个前提条件：

　　这样，一个简单的光学系统世界观就建立起来了。这里使用的是ZEMAX的序列式模式（Sequential mode）。序列式模式与非序列式模式（Non-sequential mode）的区别在于，光线在序列模式下，只与定义下的每个平面相交一次，非序列模式下可以与同一物体相交若干次。序列模式的程式逻辑来自于另一款始于上世纪70年代的光学设计软件CODEV（有曾经给CODEV写过部分代码的一个教授直接嘲讽ZEMAX是抄代码的缝合怪......但不得不说，缝合怪真香...），通过对一系列的介面（surface）、介面间的厚度（