折射非球面（共7篇）
折射非球面 篇1
0 引言
在一般的折射光学系统设计中,透镜元件大都为球面镜。球面镜制作工艺成熟,易于加工,制作成本低。但是球面镜的一个最大特点是引入球差,球差是对整个系统的像差都有影响的一种像差,对成像质量影响很大[1]。鉴于此,人们将非球面应用于光学系统的设计中,非球面的应用可以减少光学系统的复杂度,从而减轻系统的质量以便提高系统的轻便性。但是应用非球面的一个突出难点是制作的困难。近年来,随着塑料加工工艺的发展,注塑成型、压塑成型、金刚石切削等技术日益成熟[2,3],使得制作塑料非球面的成本大大降低,从而使的塑料非球面在光学设计中的应用成为现实[4]。虽然目前塑料非球面的表面加工精度还很难达到衍射极限,低成本的塑料非球面在高精度的成像系统中应用还有挑战,但是在一般的照明系统和一般的民用照相系统中应用则完全可以[5~8]。
照相物镜是一种要求具有大视场和大相对孔径的光学成像系统,所以不像望远物镜和显微物镜那样,不仅7类像差都需要校正,还要求校正一定程度上的高级像差。这就决定照相系统结构一般比较复杂,使得整体系统的体积和质量相应较大。将非球面应用于照相物镜中则首先可以减轻系统重量,其次可以增加系统校正像差的自由度,从而更好的校正像差,达到较高的成像质量。
1 光学塑料的种类和非球面的特点
塑料是一种广泛应用的以树脂作为基本材质的材料。而具光学塑料为有优良光学性能的塑料,可以在光学系统中代替光学玻璃的使用。光学塑料和光学玻璃相比,具有较轻的质量和较强的抗冲击力、以及可以制作更多面形的可能性。由于可以制作复杂表面,很多带有整体固定架和隔圈等外型支架的光学元件可以被制作,可以制作便于安装的光学元件也是其特点之一。
常用的光学塑料有聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,简称PMMA)、聚苯乙烯(Polystyrene,简称PS)、聚碳酸酯(Polycarbonate,简称PC)和环烯烃共聚物(Cyclic Olefin Copolymer,简称COC)。
PMMA是最常用和最重要的光学塑料,具有高硬度、高化学耐性和低成本的优点,在可见光区的良好投射比,折射率为1.49,阿贝数为55.3。
PS也是一种常用的光学塑料,并且比PMMA还便宜,具有高折射率和低成本的优势,其折射率为1.59,阿贝数为30.87.PMMA和PS可以组成消色差物镜的材料对。
PC具有很高的抗撞击强度,温度适应性范围广,但价格比PMMA要贵。其折射率为1.586,阿贝数为29.9。
COC是一种较新的光学材料,主要优点是吸水性低,并具有较高的热变形温度。其折射率为1.533,阿贝数为56.2。
严格来说,只要不是球面和平面的面形都可以叫做非球面。一般比较常用的是具有旋转对称轴的非球面,其表示公式一般为[2]:
式中,x为非球面轴的径向距离;z为相应的垂直距离;c为顶点曲率,c=1/R,R为顶点曲率半径;k为二次常数;an为多项式系数。
由于具有相同曲率的非球面比球面较平坦或更弯曲一些,所以可以校正像差或缩短镜头长度,其较多的面形系数增加了设计过程中优化的自由度。
结合非球面的多设计自由度和光学塑料的低成本和易成型特点,将光学塑料折射非球面应用于光学系统的设计中,相比于仅用玻璃设计光学系统,可以达到较低的成本和较简单的系统结构。
2 一个双高斯照相物镜的设计
设计一照相物镜,其相关技术要求为:焦距f’=30mm;视场角2w=40度;相对孔径D/f’=1/2;畸变<2%;空间频率为40lp/mm时,传递函数MTF≥0.4。
根据所要求的技术条件,选用双高斯物镜结构较为合适。图1所示为选择的照相物镜初始结构。
初始结构的MTF不满足要求,必须进行系统参数的优化以满足性能。
优化分两个步骤:首先在透镜面形全为球面的情况下进行优化;其次,在全球面的优化潜力充分发掘以后,将最后一个透镜的材料变为光学塑料并将此透镜的后表面变为非球面,进行优化。根据全球面的优化结果,设计中光学塑料选择的是COC材料:其折射率为1.533,阿贝数为56.2。
图2为全球面优化后的结构图;图3是此时系统的结构参数。图4是优化后的MTF图,可以看到MTF值达到了技术要求;但是如图5所示,畸变在全视场则不能满足要求,只能大约满足约0.8视场既一下。图6为点列图,弥散斑直径大约在0.09mm范围内。
图8和图9为含有塑料非球面的优化结构图和系统参数图,其中图9中的红框内非非球面面形。图10是含有非球面优化后的MTF结果,可以看出,不仅MTF仍然满足要求,而且MTF线明显的有所上升,表明成像质量有所上升。图11是畸变图,畸变在1%之内,不但满足了技术要求,而且比不含非球面的系统有非常大的提高。图12的点列图中弥散斑直径大约为0.011mm,范围也缩小很多。图13为含非球面系统的垂轴像差。
综合两组数据可以看出,光学系统加入塑料非球面后,系统的光学成像质量有非常明显的提高。而塑料非球面的质量和造价要比玻璃材料轻和便宜,可以节约制作成本。
3 结束语
塑料光学材料是新兴极有发展潜力的光学材料。其重量轻、价格低的优势使其在一般的光学系统民用领域有取代传统光学玻璃的趋势。本文结合光学塑料和非球面的优点,将其应用于照相物镜的设计中。并实际设计了一个双高斯照相物镜,设计结果显示,将非球面和光学塑料应用于光学系统的设计后,可以明显的改善系统的成像质量。从而也验证了理论的正确性。
摘要：介绍了塑料光学材料的特点和非球面镜在镜头设计中的优点,结合这两者的优点可以在镜头设计中将系统的重量变轻而使成像质量有所提高同时降低镜头成本。实际设计了一个双高斯照相物镜,首先在透镜表面全为球面的光学系统优化而得到较好的成像质量后;然后将非球面应用于此系统,再次优化后光学系统的成像质量有很大的改进。实例表明塑料非球面可以很好的应用于双高斯照相物镜的设计中。
关键词：光学设计,光学塑料,折射非球面,照相物镜
参考文献
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折射非球面 篇2
有关非球面光学元件加工与检测方法的研究是现代精密光学检测与应用的一个热点[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]。非球面光学镜片的制造和质量检测的两个重要技术参数分别是:非球面的最大非球面度和最佳参考球面。非球面度表征了非球面光学元件镜片与加工起始球面镜片偏离量的大小。非球面的最大非球面度的大小代表了该非球面镜片加工的难度。最佳参考球面为非球面镜片加工的起始球面,该球面与非球面的最大偏离量最小,其半径为Rc。非球面镜片加工的坯子就是半径为Rc的球面镜片。
基于不同应用的目的,非球面度的计算有多种定义[3,8,9,10],因而形成了多种求解最佳参考球面的方法。在众多求解最佳参考球面的方法中,有些直接用于非球面的加工目的,而有些则是用于非球面的检测目的。常用的非球面度的定义有三种:一种定义是非球面与最佳参考球面的横坐标之差为非球面度;另一种定义是非球面与最佳参考球面的法线上的偏离量为非球面度;还有一种定义是非球面与最佳参考球面在非球面的法线方向上的偏离量为非球面度。这些非球面的定义对于非球面的加工都具有直接的应用目的。在非球面加工中的去除量分布函数,就是上述第一种非球面度定义的非球面度分布函数,而第二种定义的非球面度分布函数则更适用于数控机床磨头的控制[13]。根据不同的非球面度的定义和不同应用目的的要求,采用不一样的数学模型形成了多种求解非球面最佳参考球面的方法[2,3,5,6,11,12,13]。如精确公式法、近似公式法、最小二乘法、最小最大斜率非球面度法等。除此之外,还有许多种方法可以确定非球面的非球面度以及最佳参考球面,但基本的原理都没有超出上述几种常用求解最佳参考球面方法基本思路。
通过比较研究发现,对于二次非球面来说,能够对非球面面型函数进行有关的解析解。因此,除了近似公式法之外,上述方法也都主要是用于确定二次非球面的非球面度和最佳参考球面。但当这些方法被用于求解高次或任意非球面的非球面度和最佳参考球面时,理论计算分析难度很大。本研究所采用的方法将能够求解任意非球面的非球面度和最佳参考球面,不仅可用于非球面光学镜片的设计与加工,并能在计算分析过程和结果中反映出非球面光学镜片表面加工质量检测的特点与难度。
1 确定非球面度及最佳参考球面的新方法
经过深入的理论分析和大量计算,本文提出了一种求解非球面光学镜片的非球面度以及最佳参考球面的新方案,即:采用计算非球面波(其波阵面函数为非球面光学镜片面型函数)与球面波(其波阵面函数为最佳参考球面镜片面型的球面函数)干涉条纹密度的方法,确定非球面光学镜片的非球面度并以及最佳参考球面,“最佳”的条件是使非球面波与球面波干涉形成条纹的最大密度最小。该方法的最大特点是采用数值计算技术,不需要对非球面面型函数解析,就能够快速求解任意高次和任意非球面面型的非球面度和最佳参考球面,同时得到的非球面波与最佳参考球面波的最大干涉条纹密度,可作为非球面干涉检测难度评估的重要指标。可见,本方法不仅可用于非球面的加工,也可用于非球面的干涉检测。
确定非球面最佳参考球面的计算模型及基本思路:非球面光学镜片的面型函数可看作是非球面波的波阵面函数,通过计算一系列球面波与非球面波的波程差,应用波的相干条件,便可确定干涉亮条纹位置和密度以及最大干涉条纹密度,最小的最大干涉条纹密度所对应球面波便是所要求的非球面最佳参考球面,最佳参考球面与非球面之间的最大相位差对应的波程差为该非球面的最大非球面度。
取非球面波的波阵面函数为非球面面型函数,一般可表示为[12]
z轴为非球面的旋转对称轴,曲面的顶点位于坐标原点O处。k为二次曲面系数,R0为非球面波面顶点的曲率半径。A4、A6、…、A2n为高次非球面多项式系数。
考虑到非球面旋转对称性,非球面面型采用z=0平面与非球面交线──二次曲线或高次非圆曲线表示。式(1)变为
或者:
a3、a4、…、an为高次非球面面型函数的多项式系数。
把非球面固定于坐标系中(参见图1)。从S发出的球面波在非球面的表面附近与非球面反射波产生干涉。显然,不同S处发出的球面波与非球面反射波的干涉条纹密度分布是不一样的。当从不同S处发出的某个球面波与非球面反射波的最大干涉条纹密度为最小时,该球面波的波阵面便是最佳参考球面,该球面波对应的半径就是最佳参考球面的Rc。
下面分析计算所采用的非球面度定义为非球面在最佳参考球面法线上与最佳参考球面的偏离量。该偏离量为非球面波与参考球面波之间的波程差。当然,也可以根据不同的非球面度定义,如把非球面与参考球面在横坐标上或在非球面法线上的偏离量作为二者之间的波程差。
计算时,首先需要把非球面和参考球面数字化,空间采样分辨率取决于非球面的孔径大小和非球面面型函数的斜率。孔径和斜率越大,间隔相应要取得更小一些,以确保能够区分干涉条纹的计算为标准。但由于高次非球面的有些位置的曲面斜率很大,常常是二次曲面斜率上千倍以上。因此,为了能够区分计算干涉条纹,又能尽量地减小计算量,就需要在不同区间采取不同大小的数字化间隔。对于球面上第i个点(参见图1),在其法线方向上与非球面的波程差为
r为参考球面的半径。当i(28)j(j(28),1,23...)时,非球面波与球面波干涉为亮条纹。按照一定的精度要求,检验参考球面上每一个点在其法线方向上与非球面的波程差i是为波长的整数倍。那些是波长整数倍的点就是计算所要求得的干涉条纹的亮纹中心,相邻两亮纹中心的距离便是条纹宽度,其倒数便是干涉条纹的密度,由此便可获得非球面与参考球面干涉的最大条纹密度及其位置。
具体的计算过程如下:连续改变参考球面波波源的位置S(a,0),在球面波波源的每一个位置上,连续改变球面波的半径,计算非球面反射波与不同半径r的参考球面波的最大干涉条纹密度。通过分析比较不同位置不同半径的球面波与非球面波的最大干涉条纹密度,其中最小的最大干涉条纹密度所对应的球面波半径就是非球面的最佳参考球面半径,该球面波波源的位置可作为非球面干涉检测时球面参考光的点光源最佳位置[11]。
2 计算结果与分析
表1和表2分别列出了按照上述计算模型和分析方法,计算了参考文献[2-4]中选用的二次非球面和高次非球面的最佳参考球面半径Rc、最大非球面度max和最大斜率球面度max,以及最佳参考球面波与非球面波干涉的最大条纹密度γmax和最大条纹密度的位置Smax。
通过与参考文献[2-4]的计算结果比较,说明了采用计算干涉条纹密度的方法与其他方法计算的最佳参考球面的半径Rc和最大非球面度max或最大斜率非球面度max是可行的,但本方法提供了更多有关非球面加工与检测的信息。如:提供了非球面波与最佳参考球面波干涉的最大干涉条纹密度max,可作为非球面干涉检测难度评估的重要指标,若记录干涉图像记录介质的分辨率小于该最大干涉条纹密度时,将无法对非球面光学元件采用干涉方法检测;通过本方法计算的最大斜率非球面度max和最大干涉条纹密度所在位置Smax,可以确定非球面的面型变化最大的位置和大小,从而可具体地掌握非球面加工的难度和难度最大的方位。
注:最大干涉条纹密度的位置为单位圆位置。
3 结论
综上所述,采用计算干涉条纹密度确定非球面光学镜片的最大非球面度和最佳参考球面半径的方法,不仅物理模型简单,并由于采用了完全数字化计算的方法,不需要对非球面面型函数作任何解析计算,就能够得到任意非球面的最大非球面度和最佳参考球面的半径。与此同时,该非球面与最佳参考球面波(干涉检测参考球面波)相干的最大干涉条纹密度及其位置,同时可作为非球面干涉检测难度评估的重要指标。
本研究的技术路线还可用于非球面干涉检测时入射球面波和参考球面波点光源最佳位置的判定[14]。
摘要：通过计算被测非球面反射光波与球面光波干涉条纹的密度,找到了一种确定非球面的最佳参考球面和非球面度的新方法。该方法采用计算机数字计算分析技术,计算一系列不同半径的球面波与非球面波的干涉条纹密度,使得最大干涉条纹密度最小的球面便是所求解的非球面的最佳参考球面。该方法的最大优势在于可用于不需要对非球面表面函数进行解析计算,就能够很准确地确定任意非球面的最佳参考球面的半径、最大非球面度、被测非球面波与最佳参考球面波干涉条纹的最大密度和位置。
非球面数控加工技术研究 篇3
正是由于光学非球面元件的广泛使用,使得光学非球面的加工技术得到了快速发展。近年来随着超精密微细加工技术的发展、高精密数控机床的出现,使非球面光学零件的加工技术有了长足的进展。它提高了加工精度和加工质量,缩短了产品研制周期,实现了加工及检测的自动化、数字化,突破了传统的手工或半手工操作,也使各国开展了对各种新型抛光工艺的深入研究,从而提高了加工效率和制造精度。
1非球面的理论基础
随着光学科学的发展,设计自由度需求的增加,光学系统中用到的光学曲面形状也越来越复杂。从广义上来讲,除了球面和平面以外的光学曲面,其他表面都可以统称为非球面,亦可称为复杂光学曲面。这些复杂的面形在不同的场合下有不同的定义和分类,至今尚未形成统一的认识。
非球面光学零件就是有一个或两个与球面有差异的光学表面构成的光学零件,在这些非球面中最常见的是一个对称轴的回转非球面。回转非球面通常采用数控机床进行加工。
国际上普遍通用的轴对称回转非球面表达式[2]为
式中,x表示非球面的回转对称轴;y表示入射光线在非球面上的投射高度;c为顶点曲率,c=1/R0,R0为顶点曲率半径;k为圆锥常数,k = -e2;B1、B2、B3为高次项系数。
当形状系数e2> 1时,式(1)表示为双曲面;当e2= 1时,表示抛物面;当0 < e2< 1时,表示以长轴为对称轴的半椭圆形球面;当e2= 0时,表示球面;当e2< 0时,表示以短轴为对称轴的半椭圆形球面。如果选取相同的R0,不同e2值对应的二次曲线的形状如图1所示。
1—扁圆;2—圆;3—椭圆;4—抛物线;5—双曲线
在回转非球面中又以二次回转非球面的应用最为广泛,二次非球面的子午面方程为
2直径76.2mm非球面数控加工工艺研究
将利用OPTECH非球面数控机床加工直径为 Φ76.2 mm,R为125.2 mm,K=0.475,d=8 ± 0.1,A=5.35741e-8,B=-2.846 56e-11,C=4.16788e-14,D=-2.547 51e-17,材料为K9的非球面透镜。
2.1计算机控制光学表面加工技术的理论基础
非球面数控加工主要运用的是计算机控制光学表面 成型(computer controlled optical surface, CCOS)技术[3,4],根据定量的面形检测数据,建立加工过程的控制模型,用计算机控制工具对非球面表面进行研磨和抛光。
2.1.1CCOS技术的基础理论方程
目前,描述光学表面抛光过程比较成功的数学模型是Preston方程[5]如下
式中,K为比例常数,它由除速度和压力以外的其他所有因素决定;V为表面某一点 (x,y) 和瞬时(t)的抛光速度,V = V(x,y,t) ;P为抛光压力,是关于位置坐标 (x,y) 和瞬时 (t) 的函数值,P = P(x,y,t) 。
在这个假设中,Preston将速度和压力以外的其他因素的作用归于一个比例常数K,这样,就建立起了一个关于材料去除量、压力和瞬时速度之间的线性关系。
这样,就可以根据被加工位置与加工工具之间的相对速度和压力,以及加工时间t ,计算出在这段时间内表面材料的去除量 Δz为
2.1.2去除特征函数的推导
从式(4)中可以看出,在抛光过程中,材料去除量与该点的压强、速度及作用时间成正比。定义工具的位置不移动的情况下,单位时间内工具的去除特征函数[6,7]为R(x,y),则有下式
小抛头抛光过程中,工件以角速度n绕轴自转,工具以角速度 ω 高速自转的同时,沿X方向进给,并在z轴方向做升降运动,运动方式如图2所示。俯视加工轨迹为一螺旋线。工具与工件的接触区域为椭圆区域,接触区域的压强分布满足椭圆赫兹分布[8]。
工具与工件接触示意图如图3所示。设初始驻留状态下,接触区域为一椭圆,由于接触半径很小, 所以近似作圆域处理,接触圆域的半径为a。工具与工件接触区域的中心点为C(xc,yc,zc) ,r为P到工件中心O的距离,rc是C距工件中心O的距离。
其压强分布为
其中,P为P0工具中心处的压强。
工具在P点自转的线速度为
工件在P点自转的线速度为
P点处工具和工件的相对速度为
令k =ω /Ω,工件旋转一周的特征去余量为
2.2非球面数控加工工艺研究
非球面加工工艺流程如图4所示。
2.2.1预抛光工艺
零件经铣磨成型后,表面留有金刚石砂轮铣磨痕迹,要通过抛光过程将痕迹去除。采用面积较小的抛光盘,能够跟踪工件面形的变化趋势,更好地修正局部误差,在短时间内就能使工件的面形精度达到要求,但是由于它产生比较明显的表面波纹度,从而导致表面中高频误差,元件产生高级像差。为了避免这种中高频误差,首先对零件进行弹性抛光盘预抛光。
预抛光过程中,工件轴、工具轴转速分别为150 rpm和450 rpm,摆角21.7°时,抛光15 min,工件表面的铣磨痕迹全部被去除掉。研究过程中发现, 抛光液温度调整到27 ℃时,材料去除量最大,整个表面能够被快速抛亮。
2.2.2非球面数控反馈铣磨抛光工艺
为解决弹性抛光盘严重破坏面形精度的问题, 现将检测曲线反馈到铣磨机中,第二次铣磨非球面,在此过程中引入补偿量,补偿掉由抛光引起的面形误差。即在铣磨过程中刻意使其具有与之前测得的误差相反的面形误差,在抛光去除量大的地方磨削量减小,而抛光去除量小的地方则增大。经过铣磨后,用轮廓仪测得的面形曲线如图5所示。 得到了期望的面形误差曲线,PV值为1.146 5 μm。
2.2.3非球面数控小磨头修抛工艺
小抛头修抛过程中,表面去除量参数之间的关系可以由Preston模型给出,在磨头与工件间相互作用的小区域内,磨头对工件表面材料的去除量与压力、相对速度以及驻留时间成正比[9]。根据轮廓仪测得的预抛光检测曲线,调整工件轴转速和工具轴转速分别为500 rpm和2 500 rpm,其他条件不变,进行几次修正抛光。采用氧化铈作为抛光磨料,多次重复修磨元件,表面面形精度逐步收敛。最终面形如图6所示。PV值达到0.721 1 μm,面形精度符合设计要求,表面光洁度达到Ⅲ级。
2.3影响因素
2.3.1粗磨的影响因素
(1)粒度
金刚石磨具的粒度对磨削效率和表面粗糙度的影响正好相反,粒度越细,工件表面粗糙度愈小, 则效率越低。粒度对表面粗糙度的影响近似成直线关系。选择粒度的原则是:在保证工件粗糙度要求的前提下,尽可能采用粒度粗的磨轮加工,以提高磨削效率。但是,在浓度一定的情况下,粒度越大,粒数越少,每个颗粒上受到的压力加大,则造成磨具磨耗增大。一般铣磨用的磨具粒度范围在80#~120#。
(2)硬度
磨轮的硬度是指磨具表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。磨粒易脱落则磨具软,反之则硬。
磨轮硬度的选择,对磨削效率、加工质量和磨具寿命影响很大。若磨具硬度过高,则结合剂把已经磨钝而失去磨削能力的磨粒牢牢把持住而不让其脱落,这样会造成磨具与工件之间摩擦力增大, 发热量大,严重时会使零件炸裂。同时,硬度过高将大大降低磨削效率和表面质量。相反,磨具硬度过低,磨粒还在锋利时候就会掉下来,这样不但会影响效率,而且还造成磨具不应有的损耗。
(3)浓度
金刚石磨具的浓度,是指在磨具金刚石层内每立方厘米的体积内含有金刚石的质量。规定每立方厘米中含有4.4克金刚石作为100%浓度。“克拉” 是金刚石质量的计量单位,1克拉=0.2 g,浓度为50%,其金刚石含量为2.2克拉/cm3。
若浓度过高,结合剂相对减少,这样对金刚石颗粒的把持力减弱,使颗粒有过早脱落的可能,不能充分发挥磨料的磨削作用。若浓度过低,使磨轮表面金刚石颗粒减少,作用在没颗粒上切削力相应增大,也有促使磨料过早脱落的可能。
浓度选择的原则:假如金刚石粒度比较粗,浓度相对的应高些,例如,铣磨用的磨轮的金刚石浓度应该比金刚石精磨片的浓度高,100#粒度的金刚石应选100%的浓度,W28粒度的精磨片选用50%的浓度就够了。假如结合剂品种不同,则金刚石的浓度也应该不同,树脂结合剂选用100%,而电镀结合剂选用50%的浓度。
(4)铣磨深度
铣磨深度是指工件转动一周的吃刀量。实践表明,吃刀量愈大,铣削效率愈高,但表面粗糙度愈大。在铣磨周期内,磨去量一般是经过多次铣削完成的。
从磨具合理使用的角度考虑,铣磨深度不应该超过金刚石层的厚度,否则易损坏磨轮。尤其在加工块料毛坏时,更应特别注意吃刀量不能过大。
在弹性进给的条件下,铣磨深度与磨轮转速、 工件线速度、磨削压力以及金刚石粒度和工件材料等因素有关。
2.3.2精磨的影响因素
(1)金刚石颗粒
在使用散粒磨料研磨玻璃时,切削能力和工件表面的粗糙度仅取决于磨料颗粒的粒度。但是,在使用固着磨料磨研时,尤其是在金刚石精磨中,磨具的切削能力,不仅取决于金刚石颗粒的粒度,而且还取决于它在结合剂中的浓度以及颗粒从结合剂里露出的尺寸,并且与玻璃原始表面的粗糙度有关。
(2)结合剂
在金刚石精磨过程中,保证研磨的稳定性和重复性的首要条件是:金刚石与结合剂的平衡磨损, 也就是结合剂磨损,磨具表面上的金刚石切削刃的密度始终保持不变。这种平衡是靠金刚石磨具的自锐作用实现的。如果均衡条件遭到破坏,将会导致两种情况:或者金刚石过早的脱落,从而缩短磨具的使用寿命;或者钝化的颗粒长期把持不脱落, 这样不仅会降低磨削效率,而且也影响价格表面的粗糙度。
(3)玻璃
为了合理地选择和使用金刚石磨具,以获得最好的工艺效果,必须考虑到玻璃的物理力学特性对磨削效率和表面质量的影响。例如,在加工表面粗糙度相同的情况下,用金刚石精磨比散粒磨料研磨所形成的裂纹深度要小。这是由于前者加工的切削力的合力方向几乎与玻璃表面相切所致。
2.3.3抛光的影响因素
(1)抛光介质水对玻璃的侵蚀作用
玻璃表面在水的作用下发生水解,形成硅酸凝胶层,在正常情况下,硅酸凝胶层能保护玻璃表面, 减缓侵蚀速度。但在抛光粉的作用下,胶层不断被刮去,露出新的表面又被水解,如此往复循环,构成抛光过程。因此,水解作用是非常重要的。如果用其他介质代替水时,抛光速度显著下降,这是由于这些介质不能进行水解反应。此外,水能使抛光粉均匀分布在抛光膜的工作表面上,同时水还有良好的冷却和洗涤作用[10]。
(2)光学玻璃化学稳定性与抛光速度的关系
玻璃的抛光速度与玻璃的硬度和软化点无关, 而与化学稳定性有关。玻璃腐蚀后质量减少愈多, 抛光速度愈高。而硅酸盐和硼酸盐玻璃之间的差别,是由腐蚀层的硬度造成的,也就是说,未经腐蚀的玻璃,抛光速度与硬度无关。玻璃是否容易抛光取决于表面水解后形成的腐蚀层,抛光速度则取决于破坏腐蚀层的难易程度。一般来说,抛光困难的玻璃,不易出现表面疵病;反之,容易抛光的玻璃, 也容易出现疵病。
(3)抛光液PH值的影响
一般来说,大多数光学玻璃是不耐碱的,至于耐酸的程度,则视光学玻璃的牌号不同而异。但总的来说,酸度较大时,对玻璃的侵蚀严重。因此,光学加工中,大多数光学玻璃,在弱酸性抛光液中抛光(PH=5.5~7),具有较高的速率和表面质量。
(4)添加剂对抛光过程的影响
在抛光液中加入少量的其他物质,以达到提高速率和改善表面质量的目的,这种物质称为抛光液的添加剂。
(5)抛光模的作用
光学零件的抛光,是在抛光机上,由模具对工件施加压力,使其与工件紧密接触,在抛光剂作用下,通过两者(模具和工件)的相对运动而达到抛光的。由此看来,抛光模层不仅起着承载抛光粉的作用,同时也起到一定的化学作用。
非球面数控抛光是一个机械、化学和物理等方面综合作用的柔性加工过程[11],抛光模的磨损、抛光液的种类和浓度、工件材料、抛光压力、抛光模运动方式、转速、摆动频率、湿度和温度等因素都会对抛光表面质量有很大影响[12]。另外,轮廓仪的测量误差影响修抛的反馈量,也会对抛光结果产生影响。
3结论
目前国内外仍然广泛使用计算机控制铣磨、抛光技术来加工非球面透镜。文中对数控技术加工非球面进行了深入的研究,针对Φ76.2 mm非球面透镜,借鉴传统加工工艺的实践经验,对铣磨成型工艺、抛光工艺、抛光设备等相关工艺参数进行了研究,采用弹性模预抛光与小抛头修正抛光相结合的两步研抛法对零件表面快速抛光,给出了一套规范的非球面数控加工工艺,同时保证了零件具有较高的面形精度,表面光洁度达到Ⅲ级,满足了设计的需要。
折射非球面 篇4
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择笔者所在医院眼耳鼻喉科2012年1月-2014年1月收治的白内障患者60例, 共计74眼, 患者入选后按随机数字表法分为对照组及观察组, 其中对照组患者30例, 36眼, 患者年龄57~79岁, 平均 (69.0±11.4) 岁, 其中男16例, 女14例, IOLs屈光度18.4~21.6 D, 平均 (20.3±0.8) D;眼轴长22.0~25.9 mm, 平均 (24.7±0.3) mm, 观察组患者30例, 38眼, 患者年龄59~78岁, 平均 (70.0±10.2) 岁, 其中男17例, 女13例, IOLs屈光度18.8~21.9 D, 平均 (20.6±0.7) D;眼轴长22.7~25.3 mm, 平均 (24.4±0.4) mm, 两组患者性别、年龄、眼轴长及IOL屈光度等比较差异无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性, 研究内容经医院伦理委员会批准, 符合伦理学要求, 患者均知情同意。
1.2 手术方法
患者术前10 min常规应用丙美卡因滴眼液点眼、开睑, 角膜外侧透明角膜切口3.0 mm, 对侧采用1.5 mm辅助切口, 前房注入硫酸软骨素及透明质酸钠后连续环形撕囊, 充分分离后游离晶状体核, 超声乳化后吸出晶状体核, 抛光后囊, 注入viscoat撑开囊袋, 推注器内注入viscoat安装折叠人工晶体 (对照组采用球面人工晶体, 观察组采用非球面人工晶体) , 抽吸干净前房内及囊袋内的黏弹剂, 在辅助切口处注水, 使切口缘自动闭合, 恢复前房。结膜下地塞米松2.5 mg及庆大霉素20 000 U, 术后嘱患者避免用力咳嗽, 抗菌药滴眼液常规点眼3~5 d。
1.3 观察指标
比较两组患者术后1个月角膜、晶状体及全眼高阶像差差异 (3 mm、5 mm瞳孔直径) 。
1.4 统计学处理
采用SPSS 11.5软件对所得数据进行统计分析, 计量资料用均数±标准差 (±s) 表示, 比较采用t检验, 计数资料采用字2检验, P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
两组术后1个月检查术眼高阶像差, 瞳孔3 mm及5 mm直径时, 观察组患者角膜、晶状体及全眼高阶像差均低于对照组, 差异具有统计学意义 (P<0.05) , 见表1。
*与对照组3 mm瞳孔直径时比较, P<0.05;△与对照组5 mm瞳孔直径时比较, P<0.05
3 讨论
白内障摘除人工晶体植入是治疗白内障的主要方式, 传统的人工晶体为球面晶体, 存在明显的球差, 不同方向的光线在视网膜上的成像位置存在一定的差异, 因此存在视物模糊、光斑等成像问题, 降低了患者术后的视觉质量。非球面的光学设计和波前像差技术设计, 能够较好的矫正角膜高阶像差提高视觉质量[2], 通过对人工晶体不同点的曲率的修饰, 使晶状体各个点的屈光度相同, 因此在成像时不同点的光线均能汇聚到相同的点上, 能够提高成像效果, 改善患者的视觉质量[3,4]。
本次研究对白内障摘除人工晶体植入患者分别采用球面人工晶体及非球面人工晶体植入, 术后1个月对两组患者的高阶像差进行比较发现, 在瞳孔3 mm直径及5 mm直径时, 观察组患者角膜、晶状体及全眼的高阶像差均低于对照组, 验证了采用非球面人工晶体植入能够改善患者的视觉成像质量[5,6]。在成年人, 随着年龄增长, 晶状体弹性下降, 眼成像系统存在正性球差增加的趋势, 而且随着年龄的增长, 正性球差不同程度增大, 正性球差的增大导致物体反射光线折射在视网膜成像时光线不能汇聚在一点, 导致光线聚焦位置的变化, 进而导致成像质量下降, 出现视物模糊, 光斑等, 而植入球面晶体后, 球面晶体本身存在正性球差, 植入后增加了眼球的总球差, 导致视觉成像功能的下降, 甚至部分患者植入球面晶体后, 因为正性球差的增加, 导致视物不清, 甚至出现眩晕、头痛等症状。非球面人工晶体通过对晶状体的光学表面进行修饰, 使晶状体不同点的光线均能聚焦到一点, 提高成像的质量[7], 能够减少视物模糊及光斑等导致成像质量下降的症状, 而且非球面晶体具有负性球差的作用, 能够纠正由于角膜等因素引起的正性球差, 降低总球差[8], 对于眼球自身的正性球差具有纠正作用, 因而对于改善眼球折光系统的性能具有积极的作用。有研究显示, 非球面人工晶体对球差的纠正作用与瞳孔的直径有关, 在瞳孔>5 mm时, 其对总球差的纠正作用十分显著, 而在瞳孔直径<2 mm时, 其对总球差的纠正作用显著下降, 其可能与瞳孔较小时经晶状体折射光线的面积相对较小有关, 在瞳孔面积较大时, 晶状体折射光线的表面积较大, 虽然非球面晶体的表面经过光学处理, 但是其仍可能存在微小的球差, 过大的折射面积可能导致球差的产生[9]。
综上所述, 白内障患者治疗中采用非球面人工晶体植入能够改善患者术后的视觉质量, 提高临床治疗效果, 值得临床推广。
摘要：目的:观察非球面与球面人工晶体对白内障摘除晶体置入术后高阶像差的影响。方法:选择60例白内障患者, 随机分为对照组及观察组, 均采取白内障超声乳化摘除人工晶体植入治疗, 对照组采用球面人工晶体, 观察组采用非球面人工晶体, 术后1个月, 比较两组患者角膜、晶状体及全眼高阶像差的差异。结果:术后1个月、3 mm及5 mm瞳孔直径时观察组角膜、晶状体及全眼高阶像差低于对照组, 差异均具有统计学意义 (P<0.05) 。结论:白内障摘除采用非球面晶体植入有利于减少术后高阶像差, 改善视觉功能。
关键词：非球面人工晶体,球面人工晶体,高阶像差,白内障
参考文献
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折射非球面 篇5
关键词：非球面,超精密,研磨
引言
非球面光学零件是一种非常重要的光学零件, 常用的有抛物面镜、双曲面镜、椭球面镜等。非球面光学零件可以获得球面光学零件无可比拟的良好的成像质量, 在光学系统中能够很好的矫正多种像差, 改善成像质量, 提高系统鉴别能力, 它能以一个或几个非球面零件代替多个球面零件, 从而简化仪器结构, 降低成本并有效的减轻仪器重量。非球面光学零件在军用和民用光电产品上的应用也很广泛, 如在摄影镜头和取景器、电视摄像管、变焦镜头、电影放影镜头、卫星红外望远镜、录像机镜头、录像和录音光盘读出头、条形码读出头、光纤通信的光纤接头、医疗仪器等中。
一、国外非球面零件的超精密加工技术的现状
80年代以来, 出现了许多种新的非球面超精密加工技术, 主要有:计算机数控单点金刚石车削技术、计算机数控磨削技术、计算机数控离子束成形技术、计算机数控超精密抛光技术和非球面复印技术等, 这些加工方法, 基本上解决了各种非球面镜加工中所存在的问题。前四种方法运用了数控技术, 均具有加工精度较高等特点, 适于批量生产。但非球面零件加工周期长、成本高, 使得非球面光学零件的价格昂贵, 从而导致非球面光学零件应用受到很大的限制。所以, 人们一直在不断探索非球面零件的加工新方法。目前, 现有非球面加工方法有几十种, 可是没有一种方法能在加工种类、尺寸范围、精度和效率等方面均较理想, 更没有一种方法能够普遍推广应用。
国外许多公司己将超精密车削、磨削、研磨以及抛光加工集成为一体, 并且研制出超精密复合加工系统, 如Rank Pneumo公司生产的Nanoform300、Nanoform250、CUPE研制的Nanocentre、日本的AHN60―3D、ULP一100A (H) 都具有复合加工功能, 这样可以使非球面零件的加工更加灵活。
二、我国非球面零件超精密加工技术的现状
我国从80年代初才开始超精密加工技术的研究, 比国外整整落后了20年。近年来, 该项工作开展较好的单位有北京机床研究所、中国航空精密机械研究所、哈尔滨工业大学、中科院长春光机所应用光学重点实验室等。为更好的开展对此项超精密加工技术的研究, 国防科工委于1995年在中国航空精密机械研究所首先建立了国内第一个从事超精密加工技术研究的重点实验室。
三、研究的意义
光学非球面零件因具有成像质量好等优点。在军事、航天、气象等领域得到了广泛应用, 它的加工越来越受到人们的关注, 但加工技术一直是制约其广泛应用的关键因素。传统的加工方法普遍存在着加工效率低、成本高、精度有限等不足。如采用传统的修带研磨法加工一个非球面镜需要几个工作日, 甚至更长时间, 且对操作者的技能要求较高, 加工成本也大大提高。随着科技的进步, 对机械加工精度提出了越来越高的要求, 从而促进了以提高加工精度为目的的精密加工技术的发展, 而相应的精密加工技术水平的提高又有力地推动了各种新技术的发展。随着航空航天、精密机械、精密仪表等领域中高精度产品不断增加, 对成本低、灵活、有柔性的精密加工工艺装备需求迅猛增加。精密、超精密加工技术是60年代应电子、计算机、宇航及激光等尖端技术的发展需要而发展起来的机械制造新工艺。
传统的光学系统中一般都采用球面和平面廓形的零件, 这些廓形零件的加工和检测技术都较为成熟。但随着科技的进步, 人们对光学系统的要求日益提高, 如成像质量好, 光能损失少, 体积小, 重量轻等。采用传统的球面镜光学系统很难达到上述的要求。而非球面光学零件就能很好地解决这些问题。在光学系统中应用非球面元件既可以减少光学零件的数量, 简化系统结构, 减小系统尺寸及质量, 减少光能损失, 又可以消除像差, 提高光学系统的成像质量。非球面能够用来提高更大的光圈, 更宽的视角, 减少重量和体积。如采用非球面镜来实现广角照明;在定向照明中使用抛物面反光镜;在电视投影仪器中利用非球面镜来校正球差;在放映系统中、光谱仪器、医疗器械以及日常生活中都有应用。
四、结语
随着非球面光学零件应用领域的不断拓宽, 非球面的加工技术从精度和效率上还不能满足当前的需求, 它主要体现在非球面零件制造工艺复杂, 单件生产周期长, 成本高, 这制约了非球面零件应用的快速发展, 因此, 探索一种高精度、高效率、低成本的加工方法是非球面加工领域所追求的目标。将现有的平面和球面高速研磨技术推广应用到非球面加工上, 完善磨具弯曲成形法, 将其用来高速研磨加工非球面是一种新型的非球面高效研磨的方向。
参考文献
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折射非球面 篇6
关键词：非球面,主反射镜,辅助平面镜,干涉测量,Zernike多项式
引言
在光电经纬仪的望远镜系统中, 主反射镜是光电测量设备的关键部件, 其面型精度对光学系统的成像质量起着决定性的作用。
非球面主镜相对于球面主镜具有更大的自由度和灵活性以及更多的设计变量, 应用于光学系统可以使用更少的元件数量来实现更高的系统性能, 有效地校正各种相差, 改善像质。随着光电经纬仪望远系统的应用需求不断提高, 要求主镜具有更高的面型精度、更大的口径。对非球面主镜面型误差进行检测也成为重要研究内容。
尽管非球面光学元件在设计和使用性能上具有诸多优点, 但在应用规模上远不如平面和球面光学元件, 原因主要在于非球面光学元件的检测难度要远远大于平面和球面光学元件。现对常见的非球面镜片的面型检测技术做以介绍, 并对某型光电经纬仪1 m口径主镜的检测结果进行分析[1,2]。
1 常见非球面面型检测方法
非球面主镜的面型检测技术可以分为接触式检测和非接触式检测两大类。
1.1 接触式检测
最常见的接触式检测是三坐标检测法, 即利用三坐标测量机, 直接测量出非球面表面各点的三维坐标值, 得到非球面表面形状误差。这种测量方法虽然原理简单, 但是测量效率低下, 而且属接触式测量, 易对被测反射面造成磨损。
1.2 非接触式测量
1) 补偿镜法。
补偿镜法是一种以补偿镜作为辅助元件, 通过完全补偿非球面的法向像差产生与理想非球面形状一致的波前, 进而对非球面进行面型检测的技术。其原理光路如图1所示。
一般来说, 补偿镜法检测凹面镜时所用的补偿镜口径相对被测面来说要小得多, 容易加工到很高的精度。但是仍然有一些不足, 比如设计难度大, 测量中存在难以取出的装调和制造误差, 针对不同参数的非球面需要专门设计与之对应的补偿镜从而不具备通用性等。
2) 无像差点法。
无像差点法利用了二次曲面光学共轭点的性质, 借助平面或球面镜的辅助完成对非球面面型的检测, 合理设计辅助反射镜的尺寸及位置, 就可以与待测二次曲面组成自准直系统, 进而利用干涉仪完成零位检测。
如下页图2所示, 由焦点处点光源发出的光经抛物面反射后成为平行光, 再由辅助平面反射镜反射后沿原路返回干涉仪, 形成零位检测。
虽然无像差点法存在一些不足, 如当被测二次曲面口径增大时, 辅助反射镜的尺寸也相应变大, 增大了加工成本;对助反射镜的面型精度和装调精度要求很高等, 但是无像差点法测量方便, 检测精度也很高, 是二次曲面面型检测的一种常用方法[2,3,4,5,6,7,8,9]。
本文采用无差像点法对某型号经纬仪1 m口径抛物面主反射镜的反射面面型精度进行检测, 和辅助反射镜已知面型分别进行Zernike拟合, 从而分离出主镜本身的面型精度, 为进一步的分析提供数据和依据。
用Zernike多项式的协方差矩阵的线性变换来直接求解多项式系数的方法不需经过正交化过程, 很适合于编写拟合过程的计算机程序[10,11,12]。
2 辅助平面镜
本次检测使用的平面镜外径Φ1 050 mm, 中心有效直径Φ160 mm, 厚度160 mm, 材料为微晶玻璃。支承方式为吊带支承。其面型精度RP=0.020 6λwv=λwv/48.5=13.04 nm (λwv=632.8 nm) 。检测干涉图如图3所示。
同时可以得到辅助平面镜面型精度的36项Zernike拟合公式:
3 主镜面型精度检测
本文被测主镜材料为微晶玻璃, 有效通光口径Φ1 000 mm, 中心有效直径Φ200 mm, 边缘厚度140 mm, 反射面为抛物面。支承状态为安装在主镜室中。
使用4D干涉仪及3中辅助平面镜, 按2.2 (2) 中无像差点方法对其进行检测, 得到如图4所示干涉图。其面型精度RP=0.029 6λwv=λwv/33.8=18.73 nm (λwv=632.8 nm) 。
同时可以得到主镜检测面型精度的36项Zernike拟合公式:
4 主镜实际面型
使用无像差点法检测主镜, 其结果包含了辅助平面镜带来的影响。如果要对主镜在支承系统中的不同状态进行更精确分析, 就要将检测结果中辅助平面镜的影响排除。
由于检测时光线在主镜上进行了两次反射, 在辅助平面镜上进行了一次反射, 所以主镜实际面型的36项Zernike拟合公式为:
其面型精度R0=0.024 5λwv=λwv/40.8=15.5 nm (λwv=632.8 nm) 。面型云图如图5所示。
5 误差分析
1) 36项Zernike拟合公式排除了各高频项, 与实际面型不可能完全一致, 会使分析结果产生一定误差;
2) 干涉仪检测主镜和平面镜面型精度时, 取的是多组检测的最优值, 与真值之间亦存在微小误差。
6 结论
1) 使用4D干涉仪及3中辅助平面镜, 按2.2 (2) 中无像差点法对某1 m口径抛物面主镜面型精度进行检测, 得到如图4所示干涉图及面型精度 (RP=0.029 6λwv) 。
2) 根据干涉仪检测结果对辅助平面镜和被测主镜面型精度分别进行拟合, 得到36项Zernike拟合公式, 见公式 (1) 、公式 (2) 。
3) 根据公式 (3) , 得到排除辅助平面镜影响后的支承系统中主镜实际面型的36项Zernike拟合公式, 以及面型精度 (R0=0.024 5λwv) 和如图5示面型云图。
参考文献
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折射非球面 篇7
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集包头医学院第一附属医院2009年至2010年对60例 (60只眼) 年龄相关性白内障实施白内障超声乳化吸出+人工晶体植入的患者, 分为两组。实验组30例 (30眼) , 植入非球面人工晶体 (Acrysof IQ, SN60WF美国爱尔康公司) 。其中男15例, 女15例, 年龄52～79岁, 平均年龄 (66.34±8.12) 岁;对照组30例 (30眼) 植入球面人工晶体 (Acrysof Natural, SN60AT, 美国爱尔康公司) , 其中男14例, 女16例, 年龄51～78岁, 平均年龄 (68.28±9.43) 岁。两组患者在年龄、性别构成的差异无统计学意义 (P>0.05) 。患者入选标准: (1) 年龄50～80岁, 诊断为单纯年龄相关性 (老年性) 白内障, 不伴有影响术后视力恢复的其他眼部疾患。 (2) 手术均由同一术者按统一方法操作完成, 采用表麻下经透明角膜切口行白内障超声乳化术联合人工晶体囊袋内植入术。手术过程及术后无并发症发生。
1.2 方法
对符合上述入选标准的全部患者在手术后3个月进行如下检查。具体包括: (1) 视力检查, 获得最佳矫正远视力, 换算成LogMAR视力。 (2) 对比敏感度:术后3个月进行对比敏感度检查, 采用OPTEC6500视功能分析仪 (美国STEREO OPTICAL公司) , 此检查应在最佳矫正视力下进行。仪器提供明视 (85cd/m2) 、暗视 (3cd/m2) 、明视眩光 (135 Lux) 、暗视眩光 (28 Lux) 四种背景光线, 1.5、3、6、12、18c/d五种空间频率[1]。
1.3 统计学方法
统计学方法应用SPSS13.0统计软件包对实验数据进行处理, 组间比较采用两独立样本t检验, 以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 视力
术后3个月两组最佳矫正远视力 (LogMAR) 非球面组别为 (0.00±0.76) , 球面组为 (0.01±0.72) , 两组比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。
2.2 对比敏感度
两组人工晶体眼术后3个月的对比敏感度对比, 表1为非球面人工晶体和单焦点人工晶体植入, 术后3个月在两种照明条件下分别在无眩光和有眩光状态的5个空间频率的对比敏感度对数值的比较结果。由表1看出, 术后3个月在明视、暗视、明视眩光、暗视眩光4种状态下, 在大部分空间频率下非球面人工晶体组的对比敏感度普遍优于球面人工晶体组, 差异有统计学意义 (P<0.05) , 在1.5cpd有眩光昼及夜照明条件, 非球面人工晶体组的对比敏感度与球面人工晶体组无统计学差异。
3 讨论
目前公认最为先进、可靠的白内障治疗方法是超声乳化吸出联合人工晶状体植入术。但是在术后, 许多患者的客观视力虽然恢复良好, 但是患者主观上仍感觉视物边缘模糊、夜视力下降, 以及眩光, 视物变形等一系列视觉质量下降的改变。产生视觉质量下降这一问题的主要原因为角膜及晶状体之间存在的像差[2]。
近年来对人眼的像差随着年龄的改变作了大量的研究工作, 发现轻人的晶状体存在负球面像差, 能够与角膜产生的正球差相互抵消, 可以使眼睛的总球差处于一个较低水平, 光线可以敏锐地聚集在视网膜上, 这样就可以产生了一个高质量的图像, 使年轻人的眼睛具有最佳的视力[3]。但是随着年龄的增加晶状体本身的球差明显增加, 对角膜正的球面像差的补偿作用明显下降, 使眼球总球面像差增加, 使人眼的视觉质量明显下降[4]。
Acysof IQ非球面人工晶体的光学部设计就是采用改良的扁长设计, 与Acrysof Natural相比减小中心厚度9%, 是本身具有负球面像差的人工晶状体, 可以补偿角膜的正球差, 植入眼后可以降低高阶像差, 提高了患者的对比敏感度和视觉质量。
经过调查研究, 通过对比在白内障手术后植入非球面及球面人工晶状体, 可以有效降低非球面人工晶状体术后总球差, 形成清晰的图像, 进而提高对比敏感度, 避免白内障手术后出现眩光、光晕、视物模糊感以及夜间不适的情况。本研究结果显示, 手术后在最佳矫正远视力方面, 非球面及球面人工晶体眼无并明显的区别, 差异无统计学意义。但术后3个月, 在视功能 (对比敏感度) 表现上, 非球面人工晶体组明显优于球面人工晶体组, 差异有显著性意义。我们的初步观察也证实植入非球面人工晶状体的患者可以获得更好的裸眼视力, 并且在中高空间频率暗视下的对比敏感度明显提高。选择非球面人工晶状体的理想目标应该是根据患者术前的角膜球差值及术后预期的眼球总球差值选择不同球差的人工晶状体, 类似我们目前选择人工晶状体的等效球镜度数。
本研究初步表明Acrysof IQ人工晶体滤过蓝光后不会引起患者色觉异常, 且非球面的设计与球面设计的人工晶体相比较解决了暗环境下视觉差的问题, 使患者在比较暗的环境下拥有较好的视物清晰度。但是非球面的人工晶体在临床应用时仍面临许多问题, 但如无调节能力, 缺少长期观察等。总之, 对于实行白内障超声乳化吸出联合人工晶体植入术的患者来说, 无论植入球面人工晶体还是非球面的人工晶体, 手术后均可提高视力, 改善患者的生活质量。但是与球面人工晶体相比, 非球面人工晶体可以减少眼的相差, 具有较好的术后视觉质量, 避免术后眩光、光晕和夜暗视力下降等不良现象的发生。
参考文献
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