新型螺旋形镜片是眼镜的巨大改进：“可能彻底改变眼科”

出处：Goodnewsnetwork

翻译：Shelly Li

眼科医生开发了一种螺旋形隐形眼镜，可以在不同距离和不同光线条件下保持清晰的焦点。

新镜片的工作原理与用于视力矫正的渐进镜片非常相似，但没有这些镜片通常出现的扭曲。它可以帮助推进隐形眼镜技术、白内障眼内植入物和小型化成像系统。

该设计的灵感来自于该论文的第一作者 Laurent Galinier 分析患者严重角膜变形的光学特性。这促使他构思出一种具有独特螺旋设计的镜头，可以使光线旋转，就像水流入下水道一样。

这种现象被称为“光学涡流”，它会产生多个清晰的焦点，使镜头能够在不同的距离提供清晰的焦点。

“创建光学涡旋通常需要多个光学元件，”加利尼尔告诉 Optica。 “然而，我们的镜头包含了直接在其表面形成光学涡流所需的元素。创建光学涡旋是一个蓬勃发展的研究领域，但我们的方法简化了过程，标志着光学领域的重大进步。”

在 Optica 出版集团的高影响力研究期刊 Optica 上，研究人员描述了这种新镜片，他们称之为螺旋屈光度，来自另一个光学实验室的伯特兰·西蒙 (Bertrand Simon) 表示，他们的发明可能会彻底改变眼科学。

“与现有的多焦点镜片不同，我们的镜片在各种光线条件下都表现良好，并且无论瞳孔大小如何都能保持多焦点，”法国光子学、数值和纳米科学实验室的西蒙说。 “对于潜在的植入物使用者或患有与年龄有关的远视的人来说，它可以提供始终清晰的视力，可能会彻底改变眼科。”

“除了眼科应用之外，这种镜头的简单设计还可以极大地有益于紧凑型成像系统，”西蒙说。 “它将简化这些系统的设计和功能，同时还提供一种无需额外光学元件即可在不同深度完成成像的方法。这些功能与镜头的多焦点特性相结合，为高级成像应用中的深度感知提供了强大的工具。”

研究人员利用先进的数字加工技术，以高精度塑造独特的螺旋设计，从而制造出这款镜片。然后，他们通过使用镜头对数字“E”进行成像来验证该镜头，就像验光师的照明板上使用的那样。作者观察到，无论使用何种光圈大小，图像质量仍然令人满意。

他们还发现，可以通过调整拓扑电荷来改变光学涡旋，拓扑电荷本质上是围绕光轴的缠绕数。使用镜片的志愿者还报告说，在各种距离和照明条件下，视力都有明显改善。

“这种新镜片可以在不断变化的照明条件下显着改善人们的视野深度，”西蒙说。 “这项技术的未来发展也可能会带来紧凑型成像技术、可穿戴设备以及无人机或自动驾驶汽车遥感系统的进步，从而使它们更加可靠和高效。”

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