光是一种重要的自然现象，与人类的生活密切相关，因此，无论是我国还是西方，早在2000多年前就已开始对光学有所研究，人类制造光学仪器的历史也可以从这时记起。11世纪时，人们发明了透镜。到16世纪末17世纪初时，欧洲人发明了显微镜和望远镜，后经牛顿、惠更斯等人的改进，使它在实际应用方面得到了发展，但这时人们还未从基本原理上解决显微镜和望远镜的研究和制造问题，只是盲目地摸索。
19世纪40年代，随着细胞生物学的蓬勃兴起，生物学家们迫切需要放大倍数高的优良的显微镜，一位名叫卡尔·蔡斯的德国人看准了这个方兴未艾的行业，加入了显微镜制造行列。
蔡斯出生于德国的魏玛，30岁那年，他在耶拿大学取得了机械士职位，主要从事光学仪器的制造，鉴于显微镜在科学研究中的重要性与日俱增，他便离开了大学，集资创立了一个制造显微镜的小厂。
起初，蔡斯及工友们仍然沿袭当时常用的反复试验的旧方法。主要是依靠经验，采用不断摸索的方式来生产出均匀的显微镜头。但很快他发现这种旧方法存在一个致命的缺点，就是没有一种客观的标准，无法衡量显微镜镜头质量的好坏。为了提高显微镜的性能，蔡斯多方寻求帮助，最后，终于在1866年开始了和德国物理学家阿贝的合作，他们二人，一个具有光学和数学的专门知识，另一个却具有丰富的实践经验，相互合作，相得益彰。这样，阿贝在1866—1876年的10年间，成为蔡斯光学工厂的合股人，同时出任耶拿大学教授。10年间一个规模不大的蔡斯厂一跃成为国际闻名的光学企业公司，阿贝在扩大改进蔡斯工厂的过程中立下了汗马功劳。
阿贝在检查了当时凭经验制造出来的显微镜之后，发现那些质量好的物镜，其工作位置都是符合正弦条件的，这样就揭示了制造优良物镜的秘密。
1873年，阿贝在显微镜成像理论中首次引入频谱概念和二次成像概念，他还从他的成像理论推导出了众所周知的关于显微镜分辨距离的公式。这样，理论与实践相结合，阿贝先后发明了焦距仪，阿贝折射计，球径仪等多种光学仪器，付诸使用后，大大提高了光学仪器的产品质量。
在17世纪胡克曾注意到，当观察水中生物时，如果物镜的前透镜与水相接触以致于在透镜和标本之间没有空气时，观察到的图像特别清晰。阿贝参看了前人对此问题的研究成果，又对大约300种液体进行试验，最后选择了香柏油做为浸没液体。在1878年设计成功了浸没物镜，这是阿贝对显微镜事业的重要贡献之一。
早在19世纪70年代初，阿贝就用计算方式获得了最优化的消色差透镜方法。但由于当时光学玻璃材料的制造工艺未能达到理论要求，所以阿贝一直没有制出消色差的透镜。1884年，蔡斯和阿贝说服化学家肖特，在肖特的耶拿玻璃厂内精炼出一批高质量的新牌号的光学玻璃。阿贝利用这些玻璃并首次使用萤石，于1886年设计成功了复消色差物镜，使显微镜达到了它的理论上的分辨极限。这是光学显微镜发展中的又一个巨大进步。
在19世纪和20世纪，蔡斯光学工厂的产品质量，在世界范围内处于绝对第一流的状况。这一切是和蔡斯与阿贝亲密无间的合作分不开的，他们的合作是科学和技术的完善结合，被后人誉为“光学工业的双星”。阿贝的一系列技术发明，不仅推动了蔡斯产品走向世界，而且也推动了光学理论的自身发展。蔡斯和阿贝的合作，揭开了近代光学工业的序幕。