球差和彗差在角膜塑形镜控制近视中的作用

近视作为全球高发疾病,严重影响我国青少年的眼部健康。角膜塑形镜是一种能有效控制近视增长速度的硬性角膜接触镜,但其作用机制尚未完全探明。而高阶像差作为影响视觉质量的因素之一,在角膜塑形术后会发生显著变化,其中以球面像差(球差)、彗形像差(彗差)较为关键。角膜塑形镜使角膜形态发生改变后,导致球差和彗差显著正向增加,球差和彗差的增加量与角膜塑形术后眼轴增长的速度呈显著负相关。球差与离焦和调节、彗差与散光和伪调节等存在的相互作用可能是其在角膜塑形镜控制近视中发挥作用的机制。

高斯激光束在Fraunhofer圆孔衍射成像中的球差

基于标量衍射理论,利用Zernike多项式法构建像差函数,并将其应用到ZEMAX中,研究高斯型激光束在透镜与圆孔距离较大时的Fraunhofer圆孔衍射成像中的球差.实验和理论模拟结果表明,透镜及圆孔和透镜距离对产生球差的影响较大,当选择优化的非球面透镜、较高折射率的透镜材料和小视场时,可有效降低由圆孔和透镜距离较大而产生的球差,从而有效提升衍射成像质量.

轴向球差自动测量系统

介绍球差自动测量系统的结构及工作原理。采用 CCD将刀口阴影图细分后经图像去噪、锐化处理 ,实现阴影图中亮 -暗环分界位置的精确定位 ,步进电机配合精密螺杆在计算机控制下可对刀口的位置进行精密控制。系统实现了对球差的快速、客观。

零球差与负球差的非球面人工晶体植入术后视觉质量临床研究

目的对植入两种不同球差非球面人工晶体白内障患者术后矫正视力、对比敏感度、波前像差进行了对比研究,评价两组非球面人工晶体植入术后视觉质量,进而指导白内障患者选择人工晶体.方法选取行白内障超声乳化摘除术联合非球面人工晶体植入术的白内障患者40人(64只眼),植入AKreos Ao Iol(零球差非球面人工晶体)16例(30眼)列入AO组;植入Acryof IQ Iol(负球差非球面人工晶体)24例(34眼)列入IQ组.随诊3个月,对两组患者术后矫正视力、对比敏感度、波前像差应用SPSS 16.0统计学软件进行统计分析.结果两组术后3个月最佳矫正远视力无统计学意义,IQ组近视力优于AO近视力.在明视、暗视环境下和暗视合并周边眩光环境下对比敏感度,两组无差异.在波前像差检查中发现,AO组总球差(0.04±0.03)高于IQ组(0.15±0.06),垂直慧差IQ组(-0.13±0.06)高于AO组(-0.21±0.07).结论零球差非球面人工晶体保留部分角膜球差,有助于提高远视的视觉质量,而负球差非球面人工晶体保留部分垂直慧差,有助于近视的视觉质量.

高功率二极管泵浦激光模块的热致球差

为获得高功率高光束质量的激光器,对激光器中的热致球差进行了研究。介绍了高功率二极管泵浦Nd:YAG棒激光模块热致球差的测量和补偿方法。使用S-H波前探测器测量了激光模块的三阶球差,设计了补偿系统对激光模块的球差进行了补偿,并对补偿前后的各阶像差进行了分析。在主振功放(MOPA)系统中使用球差补偿系统,工作电流110 A时,光束质量平方因子从9.2提高到6.4。实验结果表明球差补偿系统能消除激光模块的的三阶球差,而且不会引起其它像差的增大,提高了激光器光束质量。

二次曲面前房型有晶体眼人工晶体的球差矫正特性分析

为探究二次曲面前房型有晶体眼人工晶体的球差矫正特性,进行了球面和二次曲面有晶体眼人工晶体的设计,并利用像差理论对二者的球差矫正特性进行了研究.基于R.Navarro等人提出的模型眼得到屈光不正眼模型,利用ZEMAX光学软件分别设计了可矫正屈光不正人眼的球面与二次曲面前房型有晶体眼人工晶体.通过对光学传递函数和Zernike球差系数的比较,以及对Seidel球差分布系数的计算分析发现:在保证屈光不正矫正至正常水平的前提下,较之传统球面人工晶体,二次曲面的引入仅对远视眼的球差有矫正作用,并使光学传递函数显著改善;而对近视眼而言,二次曲面人工晶体的球差矫正效果与球面人工晶体相当.这一结论对前房型有晶体眼人工晶体的设计和应用具有重要的理论指导意义.

Zemax在光学系统球差测量中的应用

作为应用物理专业的核心课程,应用光学具有很强的实用性。像差是表征光学系统成像质量的重要参数,是应用光学中最重要的概念,光学系统设计的过程实际上就是各种像差校正和平衡的过程;轴向球差是一种最基本的,也是最重要的几何像差,对光学系统轴向球差的测量是系统成像质量检测的一个重要内容之一;本文采用Zemax软件模拟光学系统的球差测量情况,通过光线追迹的方法,使实验者深刻理解球差的产生原因,熟悉实验原理,对于球差的测量有积极的指导作用。

高斯光束经过负球差透镜的聚焦

本文讨论高斯光束经过负球差透镜的聚焦，得到了聚焦光场轴上点的光强分布的表示式，并对其进行数值计算。数值计算结果表明，在负球差的情况下，得到光强的最大点位置（最佳聚焦点）相对于无球差情况，往透镜方向移动，并且，最佳聚焦点的光强较无球差时大，当Ｎｗ＝１，Ｎａ＝５，ｋＳ１＝－０．２时，得到的最佳聚焦点的光强是无球差时的１．３４倍。本文还讨论了透镜的菲涅尔数对聚焦光场分布的影响。结果表明，当透镜的菲涅尔数小于１时，球差对高斯光束的聚焦的影响可以忽略。

利用球差透镜获得平顶激光光束

利用球差透镜获得平顶激光光束蒲继雄庄其仁（华侨大学电气技术系泉州３６２０１１）单横模激光器输出的激光光束是光强为高斯分布的高斯光束。在许多应用场合，要求激光光束的光强分布是平顶激光光束。人们采用了吸收滤波片、微透镜列阵以及衍射光学元件等方法，把高斯光...

准分子屈光手术中非球面系数对球差以及切削深度的影响

角膜前表面是人眼屈光系统的主要组成部分,屈光手术通过角膜模型定量计算角膜的修正值,因此角膜模型的精确与否直接决定了手术的效果。一般认为角膜前表面是旋转对称的二次曲面,该曲面的一个重要参数是非球面系数Q。目前大部分的角膜切削模型都没有考虑Q对切削深度和像差的影响,本文基于Littman-Gullstrand模型眼建立模型,分析Q值对屈光手术中透射率、球差以及切削深度的影响。模拟结果显示,Q值对球差和切削深度有显著影响,Q绝对值逐渐增大时,球差S1从正变为负,在Q=-0.528处,可以认为角膜前表面产生的S1为零。Q绝对值增大时,相对切削深度增大,即角膜边缘与角膜中央切削深度差异减小。

用粒子群算法进行单个非球面透镜的球差校正

为设计出符合球差要求的单个非球面透镜,把粒子群算法应用到单个非球面透镜的球差校正中,构造相应的数学模型,并编程实现算法.设计关于非球面高次多项式的顶点曲率半径,高次多项式各项系数,透镜面之间的距离和玻璃折射率等光学系统结构参数的适应度函数,用这个函数作为评价函数,实现对球差的自动校正.给出用粒子群算法进行单个非球面透镜设计的实例,结果证明:粒子群算法用于非球面透镜的球差校正简单有效,能同时校正不同入射高处的球差,且容易发现一系列好的设计结果.从实际光学设计角度呈现使用这种方法进行单个非球面透镜的自动设计分析.

平顶多高斯光束通过球差透镜的聚焦特性

利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式,研究了平顶多高斯光束通过球差透镜的聚焦特性。推导出轴上光强分布的表达式,并对轴上光强进行大量的数值计算及分析。研究结果表明,当平顶多高斯光束的阶数N一定时,透镜的球差将在很大程度上影响光束的聚焦特性;当透镜的球差一定时,N值的改变将影响轴上最佳聚焦点的位置;当无球差时,轴上最佳聚焦点并不在几何焦点处,轴上最佳聚焦点位置随着N值增加向几何焦点靠近,例如当阶数N由0增大为1时,则归一化最佳聚焦点由0.91增大到0.98。

α-Cu_2Se精细结构的球差校正扫描透射电镜表征

目前学界对Cu_2Se低温α相的结构仍未认识清楚,而解决这一问题对理解Cu_2Se在相变过程中热电性能提升等特性具有重要意义。本文首次报道了由球差校正扫描透射电镜(STEM)拍摄到的沿■带轴的原子级分辨率高角环形暗场(HAADF)像,揭示了由Se原子以多种形式有序起伏产生的复杂结构。结合电子衍射图谱,分析了包含不同层数、通过相互组合构成α-Cu_2Se晶体的多种结构变体。使用QSTEM软件对构建的结构变体进行高分辨图像模拟,得到了与实验对应的HAADF像。该工作为更全面地理解α-Cu_2Se的结构提供了新的重要信息。

基于人眼光学质量的球差和离焦补偿关系研究

基于人眼光学质量客观评估方法,通过实测的屈光手术前后人眼波前像差数据,研究和分析了球差与离焦的补偿关系。结果表明,对于屈光手术前的近视眼患者,离焦与球差的补偿关系并不明显。对于屈光手术后的近视眼患者,离焦与球差的补偿关系明显,残余离焦可以部分补偿由于高阶像差增加引起的视功能降低。当残余离焦处于0.27D～0.74D范围内,离焦与高阶像差组合后,光学质量提高了20%以上。在屈光手术方案设计时,预留0.27D～0.74D的离焦时,可以使80%的人眼达到更好的视觉矫正效果。

基于球差校正扫描透射电镜的快离子导体β-Ag2S中Ag占位表征

目前学界对β-Ag2S快离子导体中Ag原子占位仍未认识清楚,而这一问题对理解β-Ag2S的导电机理等特性具有重要意义。本文首次报道了基于球差校正扫描透射电镜(STEM)的β-Ag2S快离子导体中Ag原子占位表征。沿[100]β、[110]β、[210]β和[111]β方向的原子级分辨率高角环形暗场(HAADF)像与QSTEM软件高分辨模拟图像对比结果表明Ag原子在6(b)、12(d)和24(h)三类间隙均有分布。原位加热实验结果表明,当温度上升到300℃时Ag原子占位并未发生明显变化。本文为理解β-Ag2S的结构提供了直接的重要信息。

不同球差非球面人工晶状体植入术后的视觉质量分析

目的比较个性化选择0、-0.20μm、-0.27μm三种不同球差非球面人工晶状体(intraocular lens,IOL)及其随机植入术后的视觉质量,探讨最佳矫正球差值。方法前瞻性病例对照研究。选取就诊于我科的白内障患者125例(145眼),术前使用i Trace全视觉功能分析仪测量角膜高阶像差,根据角膜球差(spherical aberation,SA)值的不同分为A、B、C三组,分别植入三种不同SA非球面IOL,对照组(D组)随机植入非球面IOL。术后3个月分析全眼及角膜的高阶像差、调制传递函数(modulation transfer function,MTF)、斯泰尔比值(Strehl ratio,SR)、最佳矫正视力(best corrected visual acuity,BCVA)。结果 (1)手术前后角膜SA差异无统计学意义(P>0.05),全眼慧差(Coma)、三叶草差(Trefoil)及总高阶像差(total high order aherration,t HOA)手术前后的变化与角膜SA的变化相似。(2)三组患者BCVA差异无统计学意义(P>0.05)。(3)3 mm瞳孔直径下,四组IOL眼的角膜SA、全眼MTF t HOA及SR差异均无统计学意义(均为P>0.05);全眼SA差异有统计学意义(P=0.019),A组、B组、C组间差异无统计学意义(P>0.05),但均<D组(P=0.000)。(4)5 mm瞳孔直径下,四组IOL眼角膜SA差异无统计学意义(P>0.05);全眼SA、t HOA差异均有统计学意义(均为P=0.000),A、B、C三组间差异无统计学意义(P>0.05),但均<D组(P=0.000);全眼MTF t HOA及SR差异均有统计学意义(均为P<0.05),A、B、C三组间差异无统计学意义(P>0.05),但均>D组(P=0.000)。结论超声乳化白内障吸出术前后角膜高阶像差无差异。小瞳孔直径下,不同SA设计非球面IOL眼术后视觉质量比较无差异。大瞳孔直径下,根据术前SA个性化选择较随机植入非球面IOL眼可获得较好的视觉质量。

部分相干修正贝塞尔高斯光束通过球差透镜的聚焦特性

由部分相干光的传输理论出发,对部分相干修正贝塞尔高斯光束通过球差透镜聚焦后轴上光强分布进行了研究.数值计算表明:当光谱相干度较小时,正、负球差对应的最佳聚焦点位于无球差时对应的最佳聚焦点的两侧;当光谱相干度较大时,正、负球差对应的最佳聚焦点将位于无球差时对应的最佳聚焦点的左侧.研究进一步表明,最佳聚焦点随着透镜菲涅耳数的增大向几何焦点方向靠近,并趋于一个定值.当光束菲涅耳数为1时,无球差时对应的最佳聚焦点逐渐趋于0.908,该值与光谱相干度无关,当透镜具有球差时,该值与光谱相干度有关.

部分相干光经柱面球差透镜聚焦所产生的焦移

利用Collins公式得出光强均匀部分相干光经柱面球差透镜聚焦后的轴上光强分布,并通过数值模拟的方法研究了入射光的菲涅耳数、相干度和透镜的球差对轴上点光强分布的影响·结果显示,当菲涅耳数较小、空间相干度较小的部分相干光经无球差透镜聚焦时,轴上点光强分布会产生焦移现象,而当部分相干光被球差透镜聚焦时,也会有焦移现象产生·

VO2(A)相变过渡态的球差校正扫描透射电镜原位观察

作为一种具有金属-绝缘体转变的固态相变材料,VO_2一直以来都受到研究人员的密切关注,但关于亚稳相VO_2(A)的研究却较少。本文报道了在球差校正扫描透射电镜(STEM)原位加热实验中,观察到的VO_2(A)纳米线从高温相到低温相转变过程中的过渡状态。提出了VO_2(A)相变过程中在(001)原子层中,层内转变优先于层间转变的机理。该工作为更全面地理解VO_2(A)的相变提供了新的重要信息。