محققان یک لنز مارپیچ ساخته اند که فوکوس واضح را در فواصل مختلف در شرایط نوری مختلف حفظ می کند. لنز جدید بسیار شبیه لنزهای پیشرونده ای است که برای اصلاح بینایی استفاده می شود، اما بدون اعوجاج هایی که معمولاً با این لنزها مشاهده می شود. این می تواند به پیشرفت فناوری لنزهای تماسی، کاشت آب مروارید داخل چشمی و سیستم های تصویربرداری کوچک کمک کند.
برتراند سیمون گفت: «برخلاف لنزهای چند کانونی موجود، لنز ما در طیف وسیعی از شرایط نوری عملکرد خوبی دارد و بدون توجه به اندازه مردمک، چند کانونی را حفظ می کند. آزمایشگاه فوتونیک، عددی و نانو علوم (LP2N)، یک واحد تحقیقاتی مشترک بین دانشکده تحصیلات تکمیلی Institut d’Optique، دانشگاه بوردو و CNRS در فرانسه. برای کاربران بالقوه ایمپلنت یا افرادی که دوربینی مرتبط با سن دارند، این می تواند دید شفاف دائمی را فراهم کند و به طور بالقوه انقلابی در چشم پزشکی ایجاد کند.
که در اپتیک، گروه انتشارات اپتیکاج در مجله تحقیقاتی با تاثیر بالا، محققان این لنز جدید را که آن را دیوپتر مارپیچی می نامند، توصیف می کنند. ویژگی‌های مارپیچ آن به گونه‌ای چیده شده‌اند که نقاط فوکوس مجزای زیادی را ایجاد می‌کند – دقیقاً مانند داشتن چندین لنز در یک. این امر باعث می شود که در فواصل مختلف به وضوح مشاهده کنید.
سیمون می گوید: «علاوه بر کاربردهای چشمی، طراحی ساده این لنز می تواند برای سیستم های تصویربرداری فشرده مفید باشد. این امر طراحی و عملکرد این سیستم ها را ساده می کند و در عین حال راهی برای دستیابی به تصویربرداری در اعماق مختلف بدون عناصر نوری اضافی ارائه می دهد. این قابلیت‌ها، همراه با ویژگی‌های چند کانونی لنز، ابزار قدرتمندی برای درک عمق در برنامه‌های تصویربرداری پیشرفته ارائه می‌دهد.
ایجاد یک گرداب نور
الهام بخش طراحی لنز مارپیچ زمانی بود که نویسنده اول مقاله، لوران گالینیر از SPIRAL SAS در فرانسه، خواص نوری ناهنجاری های شدید قرنیه را در بیماران تجزیه و تحلیل کرد. این باعث شد که او عدسی را با طراحی مارپیچی منحصربفرد تصور کند که باعث چرخش نور می‌شود، مانند آب که از یک کانال پایین می‌رود. این پدیده که به عنوان گرداب نوری شناخته می شود، چندین نقطه فوکوس واضح ایجاد می کند که به لنز اجازه می دهد فوکوس واضحی را در فواصل مختلف ایجاد کند.
گالینیر گفت: «ایجاد یک گرداب نوری معمولاً به چندین مؤلفه نوری نیاز دارد. با این حال، لنز ما شامل عناصر لازم برای ایجاد یک گرداب نوری به طور مستقیم در سطح آن است. ایجاد گرداب های نوری یک حوزه تحقیقاتی رو به رشد است، اما روش ما این فرآیند را ساده می کند و پیشرفت قابل توجهی را در زمینه اپتیک نشان می دهد.”
محققان این لنز را با استفاده از پردازش دیجیتال پیشرفته برای شکل دادن به طراحی منحصر به فرد مارپیچی با دقت بالا ایجاد کردند. سپس آنها لنز را با استفاده از آن برای نمایش “E” دیجیتالی مشابه آنچه در تابلو نور اپتومتریست استفاده می شود، تایید کردند. نویسندگان خاطرنشان می کنند که کیفیت تصویر بدون توجه به اندازه دیافراگم استفاده شده رضایت بخش باقی می ماند. آنها همچنین کشف کردند که گرداب های نوری را می توان با تنظیم بار توپولوژیکی که اساساً تعداد سیم پیچ های اطراف محور نوری است، تغییر داد. داوطلبانی که از این لنزها استفاده می کردند نیز بهبود قابل توجهی در حدت بینایی در فواصل مختلف و شرایط نوری گزارش کردند.
عبور از رشته ها
تحقق لنز جدید مستلزم ترکیب طراحی بصری با تکنیک های ساخت پیشرفته از طریق همکاری بین رشته ای است. سایمون گفت: “عدسی تجویزی مارپیچی که برای اولین بار توسط یک مخترع بصری طراحی شد، از طریق همکاری تحقیقاتی فشرده با دانشمندان نوری به طور علمی اثبات شد.” نتیجه یک رویکرد نوآورانه برای ایجاد لنزهای پیشرفته بود.
محققان اکنون در حال کار برای درک بهتر گردابه های نوری منحصر به فرد تولید شده توسط لنزهایشان هستند. آنها همچنین قصد دارند آزمایش‌های سیستماتیکی را در مورد توانایی لنزها در تصحیح بینایی در انسان انجام دهند تا به طور کامل اثربخشی و مزایای آن در شرایط دنیای واقعی را ثابت کنند. علاوه بر این، آنها در حال بررسی امکان استفاده از این مفهوم در عینک های طبی هستند که به طور بالقوه می تواند دید واضحی را در فواصل مختلف به کاربران ارائه دهد.
سایمون می گوید: «این لنز جدید می تواند عمق دید افراد را در شرایط نوری متغیر به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. پیشرفت‌های آینده در این فناوری همچنین می‌تواند منجر به پیشرفت‌هایی در فناوری‌های تصویربرداری فشرده، ابزارهای پوشیدنی و سیستم‌های سنجش از راه دور برای پهپادها یا خودروهای خودران شود که می‌تواند آنها را قابل اعتمادتر و کارآمدتر کند.»
ال. گالینیر، پی.
DOI: 10.1364/OPTICA.507066.
متصل
مطالب موجود در این بیانیه مطبوعاتی از سازمان تحقیقاتی اصلی آمده است. محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود. من بیشتر می خواهم؟ برای ایمیل روزانه ما ثبت نام کنید.
