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Augenärzte haben spiralförmige Kontaktlinsen entwickelt, die in unterschiedlichen Entfernungen und bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen eine klare Fokussierung gewährleisten.
Die neue Linse funktioniert ähnlich wie Gleitsichtgläser zur Sehkorrektur, jedoch ohne die bei diesen Linsen typischen Verzerrungen. Es könnte bei der Entwicklung von Kontaktlinsentechnologien, intraokularen Kataraktimplantaten und miniaturisierten Bildgebungssystemen helfen.
Die Inspiration für das Design kam, als der Erstautor der Arbeit, Laurent Gallinier, die optischen Eigenschaften schwerer Hornhautanomalien bei Patienten analysierte. Dies brachte ihn dazu, sich eine Linse mit einem einzigartigen Spiraldesign vorzustellen, das das Licht rotieren ließ, als würde Wasser durch einen Abfluss laufen.
Dieses als „optischer Wirbel“ bekannte Phänomen erzeugt mehrere scharfe Fokuspunkte, sodass das Objektiv in unterschiedlichen Entfernungen einen scharfen Fokus liefern kann.
„Um einen optischen Wirbel zu erzeugen, sind normalerweise mehrere optische Komponenten erforderlich“, sagt Galliner. sagte Optika. „Unsere Linse enthält jedoch die Elemente, die erforderlich sind, um direkt auf ihrer Oberfläche einen optischen Wirbel zu erzeugen. Die Erzeugung optischer Wirbel ist ein florierendes Forschungsgebiet, aber unsere Methode vereinfacht den Prozess und stellt einen großen Fortschritt in der Optik dar.“
In Optica, der Zeitschrift der Optica Publishing Group für wirkungsvolle Forschung, Forscher Beschreiben Die neue Linse, die sie Helical Diopter nennen, und Bertrand Simon von einem anderen Optiklabor sagten, ihre Erfindung könne die Augenheilkunde revolutionieren.
„Im Gegensatz zu bestehenden Multifokallinsen funktioniert unsere Linse bei einer Vielzahl von Lichtverhältnissen gut und behält die Multifokalität unabhängig von der Pupillengröße bei“, sagte Simon vom Labor für Photonik, Numerik und Nanowissenschaften in Frankreich. „Potenziellen Implantatträgern oder Menschen mit altersbedingter Weitsichtigkeit könnte es eine dauerhaft klare Sicht ermöglichen und möglicherweise die Augenheilkunde revolutionieren.“
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„Neben ophthalmologischen Anwendungen könnte das einfache Design dieser Linse auch für kompakte Bildgebungssysteme von großem Nutzen sein“, sagte Simon. „Dies wird das Design und die Funktion dieser Systeme vereinfachen und gleichzeitig eine Möglichkeit bieten, Bildgebung in verschiedenen Tiefen ohne zusätzliche optische Elemente zu erreichen. Diese Fähigkeiten, kombiniert mit den Eigenschaften einer Multifokallinse, bieten ein leistungsstarkes Werkzeug für die Tiefenwahrnehmung in fortgeschrittenen Bildgebungsanwendungen.“ ”
Die Forscher stellten die Linse mithilfe fortschrittlicher digitaler Maschinen her, um das einzigartige Spiraldesign mit hoher Präzision zu formen. Anschließend validierten sie die Linse, indem sie damit ein digitales „E“ darstellten, ähnlich dem, das in der Beleuchtungstafel eines Augenarztes verwendet wird. Die Autoren stellten fest, dass die Bildqualität unabhängig von der verwendeten Blendengröße zufriedenstellend blieb.
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Sie entdeckten auch, dass optische Wirbel durch Einstellen der topologischen Ladung, die im Wesentlichen die Anzahl der Spins um die optische Achse ist, verändert werden können. Freiwillige, die die Linsen verwendeten, berichteten auch von erheblichen Verbesserungen der Sehschärfe bei verschiedenen Entfernungen und Lichtverhältnissen.
„Diese neue Linse kann die Sehtiefe von Menschen bei wechselnden Lichtverhältnissen deutlich verbessern“, sagte Simon. „Zukünftige Fortschritte in dieser Technologie können auch zu Fortschritten bei eingebetteten Bildgebungstechnologien, tragbaren Geräten und Fernerkundungssystemen für Drohnen oder selbstfahrende Autos führen, die diese zuverlässiger und effizienter machen könnten.“
Spannende Sachen.
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