1. Cuộc đời
Carl Zeiss đã trải qua một cuộc đời đầy nỗ lực, từ xuất thân gia đình đến quá trình học tập và lập nghiệp, đặt nền móng cho những thành tựu vĩ đại trong ngành quang học.
1.1. Thời niên thiếu và Gia đình
Cha của Carl, Johann Gottfried August Zeiss (1785-1849), sinh ra ở Rastenberg, nơi tổ tiên ông đã làm thợ thủ công hơn 100 năm. August cùng cha mẹ chuyển đến Buttstädt, một thủ phủ nhỏ ở phía bắc Weimar, nơi ông kết hôn với Johanna Antoinette Friederike Schmith (1786-1856). Mẹ của Carl Zeiss có quan hệ họ hàng với Christiane Vulpius, vợ của Johann Wolfgang von Goethe.
August Zeiss sau đó chuyển đến Weimar, thủ đô của đại công quốc Sachsen-Weimar-Eisenach, để lại công việc kinh doanh của gia đình cho các anh em của mình. Tại đây, ông trở thành một thợ tiện trang trí được kính trọng, chuyên chế tác các sản phẩm tiện từ xà cừ, hổ phách, ngà voi và các vật liệu quý hiếm khác. Ông đã tiếp xúc với thái tử, sau này là đại công tước Karl Friedrich của Sachsen-Weimar-Eisenach (1783-1853), người kế vị Carl August. Thái tử tìm kiếm một bậc thầy để dạy mình nghề tiện trang trí và đã tìm thấy ở August Zeiss. Tình bạn giữa thầy và trò kéo dài 40 năm. Khi một người con trai ra đời trong gia đình Zeiss vào ngày 11 tháng 9 năm 1816, là người con thứ năm trong số sáu người con sống sót, đứa trẻ sơ sinh được rửa tội để vinh danh cha đỡ đầu là thái tử và cha của đại công tước, Carl Friedrich. Trong số các anh chị em của Zeiss, ba chị gái và hai anh trai đã trưởng thành. Trước năm 1885, họ của gia đình được viết là Zeiß.
1.2. Giáo dục và Đào tạo
Vào thời điểm đó, giáo dục đại học là con đường duy nhất để thăng tiến xã hội, và August Zeiss đã gửi cả ba người con trai của mình đến trường trung học dự bị đại học, "Gymnasium", để chuẩn bị cho việc học đại học. Hai người con trai lớn hơn đã học ngữ văn và lịch sử, sau đó có sự nghiệp thành công trong ngành giáo dục. Carl mắc chứng thoát vị bẹn và phải đeo nịt liên tục, khiến cuộc sống ngồi bàn của một học giả có vẻ không phù hợp với ông. Carl theo học tại trường Wilhelm Ernst Gymnasium ở Weimar nhưng đã rời trường sớm. Ông đã tham gia một kỳ thi đặc biệt để được phép học các môn cụ thể tại đại học, chủ yếu là khoa học tự nhiên.
Ông sớm thể hiện sự quan tâm đến các nghiên cứu kỹ thuật, đến mức ông đã tham dự các bài giảng tại trường kỹ thuật đại công quốc ở Weimar và cuối cùng quyết định theo học nghề thợ máy bậc thầy.
1.3. Học nghề và Những năm đầu sự nghiệp
Carl chuyển đến Jena vào lễ Phục sinh năm 1834 để học nghề dưới sự hướng dẫn của "Hofmechanikus" (thợ cơ khí chính xác do triều đình bổ nhiệm) và giảng viên tư nhân tại Đại học Jena, Friedrich Körner (1778-1847). Người thầy mới của ông nổi tiếng vượt ra ngoài thị trấn đại học của mình và xưởng của ông được ghi nhận khá rõ ràng vì ông đã chế tạo và sửa chữa các dụng cụ cho nhà bác học nổi tiếng Johann Wolfgang von Goethe. Zeiss ở lại làm học việc trong bốn năm. Trong hai năm cuối, ông đăng ký làm sinh viên và tham dự một khóa học toán hoặc khoa học mỗi học kỳ tại trường đại học, theo quyền của ông dựa trên chứng chỉ Gymnasium. Ông hoàn thành khóa học nghề vào năm 1838 và bắt đầu những năm tháng du học với những lời chúc tốt đẹp và thư giới thiệu từ thầy Körner cùng chứng chỉ học tập tại trường đại học.
Đây là thời kỳ mà động cơ hơi nước và đầu máy xe lửa tạo ra sức hút mạnh mẽ đối với các kỹ sư trẻ, vì vậy dễ hiểu khi Carl Zeiss đặc biệt chú ý đến kỹ thuật cơ khí. Trong các chuyến đi từ năm 1838 đến 1845, ông đã làm việc ở Stuttgart, Darmstadt, Vienna và Berlin. Có ít chi tiết về những nghiên cứu này, nhưng dường như ông đã làm việc cho Hektor Rössler, nhà chế tạo dụng cụ và "Hofmechanikus" tại Darmstadt. Rössler tham gia vào sản xuất dụng cụ quang học và khoa học cũng như năng lượng hơi nước. Tại Vienna, trung tâm sản xuất máy móc hạng nặng ở Trung Âu, ông làm việc cho Rollé und Schwilqué. Thời gian ở Vienna cũng cho ông cơ hội tham dự các bài giảng Chủ nhật về cơ học phổ thông tại Viện Bách khoa Vienna. Ông cũng đã tham gia một kỳ thi tại viện và vượt qua với thành tích xuất sắc. Cuối cùng, ở Berlin, ông làm việc trong một xưởng cơ khí.
2. Thành lập Xưởng và Kinh doanh Ban đầu
Sau nhiều cân nhắc, Zeiss quyết định quay trở lại lĩnh vực ban đầu đã học dưới sự hướng dẫn của Körner, đó là chế tạo các thiết bị khoa học thực nghiệm, và tự mình thành lập một nhà sản xuất máy móc chính xác độc lập. Zeiss trở lại thành phố Jena nổi tiếng để tái lập mối liên hệ với nhà thực vật học Matthias Jakob Schleiden (1804-1881), người đã khơi dậy niềm đam mê ban đầu của ông về quang học và nhấn mạnh nhu cầu về kính hiển vi chất lượng cao. Ngoài ra, anh trai Eduard của ông, hiệu trưởng trường công lập địa phương ở Jena, đã liên tục thông báo cho ông về những phát triển trong thành phố.
Việc thực hiện kế hoạch đòi hỏi sự kiên nhẫn đáng kể trước bộ máy quan liêu của thời đại. Đầu tiên, ông cần giấy phép cư trú, điều này dễ dàng nhất khi đăng ký làm sinh viên. Zeiss đã đăng ký và tham dự các bài giảng về toán học và hóa học bắt đầu từ tháng 11 năm 1845. Ngoài ra, ông còn làm kỹ thuật viên cho một số giáo sư tại viện sinh lý tư nhân, chế tạo nhiều thiết bị khác nhau. Có rất nhiều việc làm mặc dù đã có hai xưởng chế tạo dụng cụ ở Jena. Ngoài xưởng của Körner, còn có xưởng của Braunau, người cũng từng học việc với Körner.
Zeiss cuối cùng đã nộp đơn lên các văn phòng chính phủ ở Weimar để xin giấy phép thành lập một xưởng cơ khí ở Jena vào ngày 10 tháng 5 năm 1846. Ông viện dẫn nhu cầu ngày càng tăng về các thiết bị khoa học và biện minh cho mong muốn làm việc tại thành phố bằng tầm quan trọng của việc liên kết chặt chẽ với các nhà khoa học của trường đại học.
Mặc dù có sự giới thiệu từ các giáo sư đáng kính của Đại học Jena, chính phủ ở Weimar đã xử lý yêu cầu chậm chạp. Zeiss phải tham gia một kỳ thi viết vào tháng 8 và cuối cùng, vào tháng 11, ông đã nhận được "giấy phép xây dựng và bán thiết bị cơ khí và quang học cũng như thành lập một xưởng máy móc chính xác ở Jena." Sau khi nộp lệ phí và tuyên thệ trang trọng trước chính quyền Jena, mọi thứ đã sẵn sàng.
2.1. Sản phẩm ban đầu và Phát triển kinh doanh
Zeiss mở cửa xưởng của mình vào ngày 17 tháng 11 năm 1846 với số vốn đầu tư ban đầu là 100 Thaler, số tiền ông vay từ anh trai Eduard và sau đó được cha ông, August, hoàn trả. Đến năm 1849, xưởng đã thu về lợi nhuận 197 Thaler từ doanh số 901 Thaler. Ban đầu, Zeiss làm việc một mình, chế tạo và sửa chữa nhiều loại thiết bị vật lý và hóa học. Kính lúp cắt từ phôi gương đặc biệt được ưa chuộng. Kính mắt, kính thiên văn, kính hiển vi, dụng cụ vẽ, nhiệt kế, phong vũ biểu, cân, phụ kiện thổi thủy tinh và các thiết bị khác mua từ các nhà cung cấp nước ngoài cũng được bán trong một cửa hàng nhỏ.
Năm 1847, ông bắt đầu chế tạo kính hiển vi đơn giản, và những sản phẩm này gần như ngay lập tức đạt được thành công thương mại đặc biệt. So với các đối thủ cạnh tranh của ông như Louis Vincent Chevalier ở Paris, Simon Plössl ở Vienna hay người thầy Körner, kính hiển vi của Zeiss không chỉ rẻ hơn mà còn tốt hơn. Kính hiển vi Zeiss có thể được lấy nét bằng cách di chuyển cột mang bộ phận quang học, thay vì di chuyển bàn đặt vật. Phương pháp của Zeiss tiện lợi hơn trên kính hiển vi giải phẫu.
Việc kinh doanh thuận lợi đến mức ông có thể thuê một trợ lý và chuyển đến một xưởng lớn hơn vào đầu năm 1847. Vào ngày 1 tháng 7 năm 1847, Zeiss đã thực hiện một bước quan trọng khi nhận người học việc đầu tiên của mình, August Löber (1830-1912) 17 tuổi. Löber trở thành một trong những công nhân quan trọng nhất trong các xưởng của Zeiss, trở thành đối tác chia lợi nhuận và ở lại với Zeiss cho đến khi ông qua đời. Tổng cộng 27 kính hiển vi đơn giản đã được giao cho khách hàng ngoài biên giới đại công quốc vào năm 1847. Ba năm khó khăn sau đó với mùa màng thất bát, khủng hoảng kinh doanh và cách mạng trong đại công quốc, nhưng đến năm 1850, Zeiss và kính hiển vi của ông đã tạo dựng được danh tiếng đủ tốt để nhận được một lời đề nghị hấp dẫn từ Đại học Greifswald ở Phổ. Nhà chế tạo dụng cụ của trường đại học, Nobert, đã chuyển đi và Zeiss được một số thành viên khoa yêu cầu lấp chỗ trống với một cuộc bổ nhiệm làm quản lý tủ vật lý với mức lương 200 Thaler. Tuy nhiên, lời đề nghị này không thành hiện thực, và Zeiss vẫn ở lại Jena dù tốt hay xấu, khi một nhà toán học có ảnh hưởng cho rằng một vị trí như vậy không nên được lấp đầy bởi một "người nước ngoài."
Chị gái Pauline của ông đã quán xuyến công việc gia đình ở Jena cho đến khi Carl Zeiss kết hôn với Bertha Schatter (1827-1850), con gái một mục sư, vào ngày 29 tháng 5 năm 1849. Bà qua đời khi sinh người con trai đầu lòng vào tháng 2 năm sau. Roderich sống sót và cuối cùng đã tham gia vào công ty gia đình của cha mình. Vào tháng 5 năm 1853, Zeiss kết hôn với Ottilie Trinkler, con gái một hiệu trưởng. Họ có một con trai, Karl Otto (1854-1925) và hai con gái, Hedwig (1856-1935) và Sidonie (1861-1920).
3. Cải tiến Kỹ thuật Kính hiển vi
Sản xuất kính hiển vi vào năm 1846 là một nghề thủ công và nghệ thuật hơn là một doanh nghiệp sản xuất. Mỗi công nhân tự mình sản xuất một dụng cụ từ đầu đến cuối mà không có sự phân công lao động. Những mẫu ban đầu thậm chí còn được ký tên của người chế tạo. Chỉ những bộ phận đặc biệt tốn thời gian, như bàn đặt vật, mới được sản xuất hàng loạt trước. Những bước đầu tiên để phân công lao động hiệu quả hơn được thực hiện vào năm 1857 khi Zeiss tách bộ phận quang học dưới sự quản lý của Löber khỏi bộ phận kim loại của chân đế.
Matthias Jakob Schleiden là một khách hàng và cố vấn quan tâm từ khi công ty được thành lập, thường dành hàng giờ tại các xưởng. Ông khuyên Zeiss nên tập trung nỗ lực vào kính hiển vi, vốn rất quan trọng đối với khoa học giải phẫu tế bào đang phát triển nhanh chóng và rất được yêu cầu. Schleiden có lợi ích cá nhân vì đây là lĩnh vực nghiên cứu của ông. Nhờ sự tương tác này, các sản phẩm kính hiển vi đầu tiên của xưởng, những kính hiển vi đơn giản, liên tục được cải tiến. Chúng đã nhận được những đánh giá rất thuận lợi từ nhà hiển vi học và thực vật học có ảnh hưởng Leopold Dippel (1827-1914). Các bộ phận quang học cho kính hiển vi đơn giản bao gồm một bộ ba thấu kính có độ phóng đại 200 lần, giá 5 Thaler, và một bộ ba thấu kính có độ phóng đại 300 lần, giá 8 Thaler. Những sản phẩm này đã đẩy giới hạn của kính hiển vi đơn giản. Độ phóng đại lớn hơn sẽ yêu cầu kính hiển vi phức hợp. Zeiss cần mở rộng các sản phẩm của mình để không bị các đối thủ cạnh tranh làm cho lỗi thời.
Sản xuất kính hiển vi phức hợp đòi hỏi nghiên cứu sâu rộng, điều mà ông đã dự đoán từ lâu. Zeiss đã trở thành một người ham đọc sách trong thời gian rảnh rỗi hạn chế của mình, nghiên cứu mọi thứ có sẵn về lý thuyết kính hiển vi. Trên hết, ông muốn vượt qua các phương pháp sản xuất kính hiển vi phổ biến dựa trên việc ghép nối các bộ thấu kính một cách thực nghiệm để tạo ra các thấu kính phức hợp có độ phóng đại cao mà ông cần cho quang học kính hiển vi phức hợp. Các phương pháp thực nghiệm sử dụng một tập hợp các thấu kính, thay đổi và kiểm tra các yếu tố, thay đổi khoảng cách thấu kính lặp đi lặp lại cho đến khi thu được một thấu kính có thể sử dụng được. Nhiều chục thấu kính có thể được kiểm tra để tạo ra sự kết hợp của ba yếu tố được sử dụng trong một thấu kính hiển vi. Một thấu kính khá tốt thu được theo cách này được thay đổi và thử lại nhiều lần để tìm ra kết quả tốt nhất. Đến một mức độ nào đó, những thiết kế này có thể được tái tạo, nhưng mỗi sản phẩm là một sự phù hợp thực nghiệm của các yếu tố nhỏ không thể tái tạo chính xác bằng các phương pháp làm việc đã sử dụng.
Zeiss, ngay từ đầu, là một thợ cơ khí tinh xảo hơn là một nhà quang học. Điều này có nghĩa là ông ít bị ràng buộc bởi các phương pháp làm việc truyền thống và tư duy của các nhà quang học đương thời, và cởi mở hơn với sự đổi mới. Ông quyết định theo đuổi việc thiết kế quang học kính hiển vi bằng cách tính toán lý thuyết, điều mà ý kiến chuyên gia cho là không thể vì nhiều lý do. Mặc dù có ý kiến đó, Joseph von Fraunhofer (1787-1826) đã sản xuất các vật kính kính thiên văn bằng cách tính toán vào năm 1819, và Josef Maximilian Petzval đã làm điều tương tự cho vật kính máy ảnh ở Vienna với Johann Friedrich Voigtländer vào năm 1840. Zeiss đã cố gắng tiếp thu lý thuyết cần thiết trong các buổi nghiên cứu văn học buổi tối của mình. Khi điều này thất bại, ông đã tìm đến giáo sư toán học Jena, Friedrich Wilhelm Barfuss, người đã làm việc với người thầy Körner của ông và đã thành công trong việc giải quyết vấn đề bộ ba thấu kính kính hiển vi đơn giản của Zeiss. Sự hợp tác tiếp tục cho đến khi giáo sư qua đời, nhưng không mang lại tiến bộ nào cho vấn đề kính hiển vi phức hợp.
Kính hiển vi phức hợp đầu tiên của Zeiss được giới thiệu trong bảng giá thứ 5 của ông vào năm 1858. Chúng được mô tả là "ống thân nhỏ, bao gồm một thấu kính trường và hai thị kính với một bộ chuyển đổi để gắn ống vào chân đế và các vật kính kép của chân đế từ 1 đến 5 để cho phép sử dụng các thấu kính kép làm vật kính nhằm đạt được hai độ phóng đại mạnh hơn theo kiểu kính hiển vi phức hợp. Thấu kính kép 120x của kính hiển vi đơn giản theo cách này cho độ phóng đại 300x và 600x."
Mặc dù được Schleiden chấp thuận, những kính hiển vi phức hợp cải tiến này không phải là một giải pháp lâu dài. Một sắp xếp tương tự, như kính lúp của Brücke, tiếp tục được cung cấp trong nhiều năm với các chân đế giải phẫu nhưng các thấu kính kép kính hiển vi đơn giản ban đầu là một sự thay thế kém hơn cho một vật kính tiêu sắc kính hiển vi phức hợp được thiết kế chuyên dụng. Đến khi bảng giá thứ 7, năm 1861, được xuất bản vào tháng 8 năm 1861, các kính hiển vi phức hợp mới phát triển xuất hiện trong 5 phiên bản khác nhau. Chiếc lớn nhất trong số này, có giá 55 Thaler, là một chân đế hình móng ngựa được phổ biến bởi nhà sản xuất kính hiển vi nổi tiếng người Paris Georg Oberhaeuser. Dưới bàn đặt vật, Zeiss đã giới thiệu một tấm khẩu độ hình vòm và một gương được gắn để cho phép không chỉ di chuyển sang hai bên mà còn di chuyển về phía trước để tạo ra ánh sáng xiên. Mỗi bộ kính hiển vi được sản xuất theo đơn đặt hàng cho khách hàng của ông để họ có thể chọn các thành phần quang học ưa thích của mình; vật kính, thị kính và chiếu sáng.
Các vật kính cho những kính hiển vi phức hợp mới này vẫn được thiết kế theo kinh nghiệm nhưng dù sao cũng ngay lập tức nhận được sự chấp thuận từ Leopold Dippel. Dippel đã kiểm tra chất lượng quang học của các vật kính hữu ích nhất, A, C, D và F và dành nhiều lời khen ngợi cho các vật kính mới của Zeiss. Vật kính D được so sánh rất thuận lợi với các vật kính có cùng công suất tương tự của Belthle và Hartnack (người kế nhiệm Oberhaeuser). Vật kính F thậm chí còn được mô tả là ngang bằng với các vật kính đắt tiền hơn nhiều từ các nhà sản xuất có tên tuổi. Nó được đánh giá là gần như tốt bằng các vật kính ngâm nước của Hartnack. Đó, tất nhiên, là vấn đề. Khi bán cho các nhà nghiên cứu hàng đầu trong lĩnh vực của họ, "gần như tốt bằng" là một thảm họa thương mại. Zeiss biết rất rõ rằng các vật kính mạnh nhất của ông không thể sánh được với chất lượng của các vật kính ngâm nước Hartnack. Mọi nỗ lực thiết kế thực nghiệm một vật kính ngâm nước thỏa đáng đều thất bại.
4. Hợp tác với Ernst Abbe
Để giải quyết vấn đề của mình, Zeiss quay trở lại kế hoạch ban đầu là thiết kế các vật kính dựa trên cơ sở lý thuyết tính toán. Ông tiếp tục tìm kiếm một cộng tác viên và lần này đã chọn Ernst Abbe (1840-1905), một giảng viên tư nhân, hoặc phó giáo sư, tại trường đại học. Sự hợp tác chính thức giữa Zeiss 50 tuổi và Abbe 26 tuổi bắt đầu vào tháng 7 năm 1866 với mục tiêu tạo ra một vật kính ngâm nước có độ phân giải ngang bằng với những sản phẩm của Emil Hartnack.
Bước đầu tiên trong việc sản xuất quang học một cách hợp lý là hiện đại hóa các phương pháp làm việc của xưởng. Điều này được thực hiện với một số sự phản đối từ Löber và các nhân viên khác, những người thích giữ các phương pháp truyền thống của họ. Kế hoạch là đo lường mọi thuộc tính riêng lẻ của từng thành phần thấu kính trước khi một vật kính được chế tạo để cho phép tái tạo chính xác hệ thống quang học. Ví dụ, vật kính D chứa 5 thấu kính. Mỗi thấu kính được cấu tạo từ thủy tinh có chiết suất cụ thể, với độ cong chính xác, tiêu cự cụ thể và khoảng cách chính xác. Löber đã nghiên cứu một yêu cầu bằng cách sử dụng các đồng hồ đo chuẩn thủy tinh để so sánh độ cong của bề mặt thấu kính bằng hiện tượng Vân Newton. Fraunhofer đã đạt được giải pháp tương tự từ lâu nhưng quy trình này vẫn là bí mật thương mại của xưởng ông. Abbe đã chế tạo một loạt thiết bị đo lường mới để đo tiêu cự và chiết suất. Kết quả của tất cả nỗ lực này đã rõ ràng vào năm 1869. Bên ngoài, kính hiển vi hầu như không thay đổi, nhưng do hợp lý hóa quy trình làm việc, nhiều kính hiển vi hơn đã được sản xuất với cùng số lượng nhân sự. Giá đã giảm 25%.
Abbe giờ đây có thể tiến hành nhiệm vụ thực sự, đó là tính toán các thiết kế vật kính lý thuyết. Zeiss đã cung cấp cho ông mọi sự hỗ trợ có thể từ xưởng và sự giúp đỡ của người công nhân có năng lực nhất trong xưởng, đó là August Löber. Mặc dù vậy, có nhiều trở ngại cần vượt qua. Mãi đến năm 1872 công việc mới hoàn thành. Abbe đã tính toán lại các vật kính A đến F hiện có để sản xuất có hệ thống và thêm bốn vật kính khẩu độ lớn hơn mới, AA đến DD trong loạt này. Quan trọng nhất, ông đã thêm ba vật kính ngâm nước với độ phân giải và chất lượng hình ảnh ngang bằng với bất kỳ sản phẩm nào có sẵn từ Hartnack, Gundlach hoặc các đối thủ cạnh tranh khác. Trong danh mục số 19, Kính hiển vi và Phụ kiện Kính hiển vi, đã được công bố rằng, "Các hệ thống kính hiển vi được trình bày ở đây đều được xây dựng dựa trên các tính toán lý thuyết gần đây của Giáo sư Ernst Abbe của Jena." Chúng không còn bị vượt qua bởi bất kỳ sản phẩm nào của đối thủ cạnh tranh. Điều này cũng được phản ánh trong giá cả. Trong khi kính hiển vi tốt nhất có giá 127 Thaler vào năm 1871, thì vào năm 1872, người ta phải trả 387 Thaler cho sản phẩm hàng đầu. Mặc dù vậy, việc kinh doanh vẫn sôi động và hệ thống vật kính mới đã nhận được nhiều lời khen ngợi tại một hội nghị các nhà khoa học tự nhiên và bác sĩ ở Leipzig.
Zeiss đã đền đáp Abbe vì nỗ lực của ông bằng một thỏa thuận chia sẻ lợi nhuận hào phóng trong các xưởng và biến ông thành đối tác vào năm 1875. Là một điều kiện cho sự tham gia tài chính của mình, Abbe có nghĩa vụ không mở rộng trách nhiệm của mình tại trường đại học thêm nữa. Các tính toán quang học được coi là tài sản của công ty và không được công bố, điều này mâu thuẫn với kế hoạch ban đầu của Abbe.
5. Phát triển Kính quang học
Sau khi làm chủ vấn đề sản xuất vật kính dựa trên tính toán lý thuyết, một vấn đề còn lại, đó là sản xuất thủy tinh quang học phù hợp. Vào thời điểm đó, thủy tinh quang học được lấy từ Anh, Pháp hoặc Thụy Sĩ và còn nhiều điều chưa đạt yêu cầu về chất lượng, tính sẵn có đáng tin cậy, lựa chọn các thuộc tính quang học và giao hàng nhanh chóng. Các thuộc tính quang học không nhất quán giữa các lô và, quan trọng hơn, những loại thủy tinh có thể thu được không lý tưởng cho các thuộc tính được tính toán để mang lại sự hiệu chỉnh tốt nhất trong một vật kính kính hiển vi.
Abbe và Zeiss tin rằng chất lượng quang học của vật kính kính hiển vi có thể được cải thiện hơn nữa nếu có thể có được các loại thủy tinh có các thuộc tính nhất định. Thật không may, không có loại thủy tinh nào như vậy tồn tại. Zeiss một lần nữa hỗ trợ Abbe trong công việc lý thuyết của ông với các nguồn lực của xưởng để sản xuất vật kính sử dụng chất lỏng trong bộ ba thấu kính để kiểm tra lý thuyết của ông vào năm 1873, được gọi là vật kính đa quang trong xưởng. Bộ ba thấu kính lỏng không phải là một ý tưởng mới. David Brewster đã mô tả chúng trong Luận văn về Kính hiển vi năm 1837 của ông cho Encyclopædia Britannica. Chúng cho phép tiếp cận một số thuộc tính quang học không thể tiếp cận trong thủy tinh. Thật không may, chúng không khả thi về mặt thương mại. Những thí nghiệm đắt tiền và vô dụng về mặt thương mại này đã chứng minh rằng dự đoán của Abbe là đúng. Các hiệu chỉnh quang học vượt trội là có thể. Loạt vật kính năm 1872 của Abbe và Zeiss, bao gồm cả vật kính ngâm nước, tốt bằng bất kỳ sản phẩm nào được chế tạo vào thời điểm đó. Lần đầu tiên, những vật kính này tốt hơn bất kỳ sản phẩm nào được chế tạo ở bất cứ đâu. Kết quả này đã cung cấp luận cứ để phát triển các loại thủy tinh mới.
Abbe đã thảo luận vấn đề mở rộng phạm vi thuộc tính của thủy tinh quang học với các nhà sản xuất lớn nhưng không thành công, nhưng ông vẫn tiếp tục tìm kiếm một con đường phía trước. Zeiss và Abbe đã phản ứng rất nhiệt tình với những câu hỏi của nhà hóa học và kỹ thuật viên thủy tinh Otto Schott khi Schott liên hệ với Abbe để tìm kiếm sự giúp đỡ trong việc mô tả các thành phần hóa học mới trong thủy tinh. Schott có kỹ năng độc đáo trong việc sản xuất các lô nhỏ các thành phần thủy tinh thử nghiệm với chất lượng cao. Ông đã được thuyết phục chuyển đến Jena và mở rộng các thí nghiệm của mình. Sau khi chứng minh hàng chục thí nghiệm thành công, Zeiss đã sử dụng uy tín và các mối quan hệ của mình để nhận được hỗ trợ tài chính từ chính phủ Phổ cho các nỗ lực này. Trong vòng hai năm kể từ khi thành lập một nhà máy sản xuất thủy tinh ở Jena, Zeiss, Abbe và Schott có thể cung cấp hàng chục loại thủy tinh quang học được mô tả rõ ràng với thành phần có thể lặp lại và trên quy mô lớn. Công ty này vẫn hoạt động dưới tên Schott AG.
Trong các ấn phẩm tương tự công bố dòng sản phẩm của nhà máy sản xuất thủy tinh Schott, Zeiss đã công bố một bộ vật kính mới, dựa trên công trình của Abbe, được hiệu chỉnh theo tiêu chuẩn cao hơn bất kỳ thấu kính hiện có nào. Các vật kính apochromatic đại diện cho sự thành công của các hợp tác kéo dài gần hai thập kỷ.
6. Phát triển Ống kính Máy ảnh
Sau khi công nghệ nhiếp ảnh ra đời, công ty Carl Zeiss đã mở rộng sang lĩnh vực sản xuất ống kính cho máy ảnh. Họ cung cấp các sản phẩm chất lượng cao, tận dụng những tiến bộ trong công nghệ kính quang học và thiết kế ống kính để đáp ứng nhu cầu của ngành nhiếp ảnh đang phát triển. Vào năm 1886, công ty đã mời Paul Rudolph, một nhà toán học tài năng, để bắt đầu phát triển ống kính máy ảnh.
7. Carl Zeiss với tư cách là Người sử dụng lao động
Zeiss điều hành xưởng của mình theo phong cách chủ nghĩa gia trưởng nghiêm khắc. Kính hiển vi do các học việc sản xuất mà không đạt tiêu chuẩn chính xác nghiêm ngặt do ông đặt ra đều bị Zeiss đích thân phá hủy trên đe của xưởng. Giờ làm việc của xưởng là từ 6 giờ sáng đến 7 giờ tối. Một giờ nghỉ giữa buổi sáng 15 phút và một giờ nghỉ trưa một giờ tạo thành một ngày làm việc 11 tiếng 45 phút. Mặc dù có những quy tắc nghiêm ngặt này, môi trường làm việc trong xưởng rất tốt. Những người mới được tuyển dụng vào xưởng được phỏng vấn kỹ lưỡng tại nhà ông trong khi uống một ly rượu vang. Các công nhân thường được mời đến vườn nhà Zeiss để uống rượu và giải khát, và xưởng trả tiền cho chuyến đi chơi hàng năm của công nhân đến các ngọn đồi bằng xe kéo rơm. Học việc phục vụ lâu nhất của ông, Löber, kiếm được ba Thaler mỗi tuần vào năm 1856 trong khi các công nhân khác kiếm được hai Thaler rưỡi.
Những nỗ lực của Zeiss trong việc nâng cao kiến thức về gia công chính xác và quang học đã tạo nên một thư viện sách đáng kể. Những cuốn sách này trở thành thư viện của thợ máy, sẵn sàng cho việc giáo dục thêm của bất kỳ công nhân nào.
Khi công ty mở rộng, đến năm 1875, phòng khám sức khỏe Zeiss được thành lập, đảm bảo cho nhân viên được điều trị miễn phí bởi bác sĩ phòng khám và được tiếp cận thuốc miễn phí. Nếu một công nhân không thể làm việc, tiền lương sẽ được trả trong sáu tuần với sáu tuần tiếp theo được trả một nửa lương. Những chính sách tiến bộ này thậm chí còn đi trước các luật phúc lợi nhà nước của Otto von Bismarck được giới thiệu vào năm 1883. Tinh thần làm việc của công nhân tại nhà máy Zeiss luôn tốt.
8. Mở rộng Công ty và Phát triển
Vào ngày 14 tháng 10 năm 1876, việc hoàn thành chiếc kính hiển vi thứ 3.000 đã được kỷ niệm và số lượng nhân viên đã tăng lên 60 người. Cùng năm đó, con trai của Zeiss, Roderich, gia nhập công ty, đảm nhận các nhiệm vụ thương mại và hành chính, và trở thành đối tác vào năm 1879. Ngoài ra, Roderich còn có những đóng góp quan trọng trong thiết kế các thiết bị chụp ảnh vi mô. Carl Zeiss vẫn hoạt động trong công ty hàng ngày. Để ghi nhận những đóng góp của ông, Carl đã được khoa của Đại học Jena trao bằng tiến sĩ danh dự vào năm 1880 theo đề nghị của một cộng tác viên lâu năm, nhà động vật học Giáo sư Ernst Haeckel.
Một động thái hiện đại hóa và mở rộng công ty đã được Ernst Abbe khuyến khích, trong khi Zeiss vẫn có phần bảo thủ hơn dựa trên nhiều thất bại mà ông đã trải qua. Tuy nhiên, đến những năm 1880, quá trình chuyển đổi sang hoạt động quy mô lớn đã diễn ra.
Đến năm 1883, công ty đang đạt được thành công kinh doanh vững chắc. Công ty đã xuất bản danh mục số 26 của mình dưới dạng một tập sách minh họa và đóng bìa dày 80 trang với số lượng 5.000 bản. Zeiss, người luôn tiết kiệm, yêu cầu các nhà bán lẻ chia sẻ chi phí ba hoặc bốn groschen bạc mỗi bản. Công ty thậm chí còn bắt đầu mở các văn phòng đại diện trong và ngoài nước.
9. Cuối đời và Qua đời
Vào tháng 12 năm 1885, Zeiss bị một cơn đột quỵ nhẹ, nhưng ông đã hồi phục hoàn toàn. Đại công tước đã trao tặng ông Huân chương Đại bàng Trắng nhân dịp sinh nhật lần thứ 70 của ông vào năm 1886, cùng năm các vật kính apochromatic xuất hiện trên thị trường. Những vật kính này đại diện cho sự hiện thực hóa cuối cùng của thiết kế vĩ đại cho thiết kế vật kính lý thuyết được Zeiss truyền cảm hứng và tạo điều kiện, và được Abbe thực hiện; chúng mang lại chất lượng hình ảnh chưa từng thấy trước đây. Các thành viên của hội nghị các bác sĩ Nga đã rất ấn tượng với các vật kính mới đến nỗi họ đã phong Zeiss làm thành viên danh dự.
Zeiss đã có thể tham dự lễ kỷ niệm nhân dịp hoàn thành chiếc kính hiển vi thứ 10.000 vào ngày 24 tháng 9 năm 1886, buổi lễ mà tất cả nhân viên và vợ/chồng của họ đều được mời. Đó là một bữa tiệc xa hoa được ghi nhớ ở Jena trong nhiều thập kỷ. Zeiss suy giảm sức khỏe nhanh chóng và, sau nhiều cơn đột quỵ vào quý cuối năm 1888, ông qua đời vào ngày 3 tháng 12 năm 1888 do xuất huyết não. Zeiss được chôn cất tại Jena.
10. Di sản và Tầm ảnh hưởng
Trong phân tích cuối cùng về những đóng góp của Carl Zeiss, người ta phải kết luận rằng, mặc dù ông đã đưa ra một số cải tiến trong cơ khí của kính hiển vi, ông không đích thân đưa ra những đổi mới đột phá. Những đóng góp quan trọng của ông là sự kiên trì của ông đối với độ chính xác cao nhất trong công việc của chính mình và trong các sản phẩm của nhân viên, và việc ông duy trì mối liên hệ chặt chẽ với các nhà khoa học ngay từ đầu, những người đã cho ông những hiểu biết có giá trị để thiết kế kính hiển vi của mình.
Đóng góp lớn nhất của Zeiss là sự kiên trì theo đuổi ý tưởng sản xuất vật kính kính hiển vi dựa trên lý thuyết, ngay cả khi những nỗ lực của chính ông và của Barfuss đã thất bại. Mặc dù nhiệm vụ cuối cùng được Abbe hoàn thành chứ không phải ông, người ta vẫn phải ghi nhận Zeiss đã khơi dậy sự quan tâm của Abbe đối với quang học và cung cấp mọi sự hỗ trợ cá nhân, vật chất và tài chính có thể cho nhiệm vụ to lớn này. Việc sản xuất một vật kính dựa trên thiết kế lý thuyết chỉ có thể thực hiện được với những nghệ nhân lành nghề được đào tạo để làm việc với độ chính xác cao nhất có thể, điều mà Zeiss luôn đặt trọng tâm lớn nhất.
Một thành tựu cuối cùng là việc hướng dẫn tái tổ chức nội bộ và chuyển đổi một xưởng thành một doanh nghiệp lớn. Chỉ có sự chuyển đổi này mới giúp sản xuất kính hiển vi với số lượng lớn và độ chính xác cao nhất. Động lực thúc đẩy sự mở rộng là Ernst Abbe, nhưng Zeiss có tiếng nói cuối cùng và đã hỗ trợ tối đa các nỗ lực này. Các xưởng cạnh tranh không áp dụng tính toán hệ thống quang học và chuyển đổi sang doanh nghiệp lớn đều thất bại.
Ernst Abbe đã vinh danh những đóng góp của Carl Zeiss trong một số bài phát biểu quan trọng và tạo ra một đài tưởng niệm với việc thành lập Quỹ Carl Zeiss, Carl-Zeiss-Stiftung, quỹ này vẫn tồn tại cho đến ngày nay và tiếp tục duy trì di sản của ông.