Лента TH Статьи о науке и технике


Бифокальные очки, идельно фокусирующие свет

∴ 203

Зеев Залевски (Zeev Zalevsky) из израильского Университета имени Бар-Илана разработал технику превращения обычных линз в такие, которые могут идеально фокусировать свет в диапазоне от 33 см до бесконечности.

Такая линза поможет людям с проблемами зрения. Дело в том, что с возрастом наши глаза часто теряют способность достаточно изменять форму для того, чтобы фокусировать отраженный свет с ближайших объектов на сетчатку – такое состояние называется старческой дальнозоркостью. Для близоруких людей это означает невозможность сфокусироваться ни на далеких, ни на близких объектах.

Решение есть — бифокальные очки располагают двумя линзами в каждом окуляре, однако пользователям таких очков приходится привыкать к постоянным изменениям наклона головы для того, чтобы сменить фокус. Залевски пошел по другому пути. По разработанной им технологии, на поверхности обычной оптической линзы вырезается сеть из 25 почти круговых структур, каждая в ширину 2 мм и содержит два концентрических круга. «Почти круговая» она потому, что узор не идеально круглый, а повторяет изгиб линзы. Вырезанные круги в ширину всего несколько сотен микрометров, а их глубина не превышает микрометра. «Точное количество и размер кругов меняется от линзы к линзе», добавляет ученый. Вырезанные кольца используются для того, чтобы сдвинуть фазу световых волн, проходящих сквозь линзу, что приводит к появлению систем усиливающей и ослабляющей интерференции.

Используя компьютерную модель для расчета влияния диаметра и положения колец на изменение конфигурации возникающих систем, Залевски пришел к такому дизайну линз, в котором создается поток световых волн с усиливающей интерференцией, проходящий через все 25 колец перпендикулярно линзе. Полученный поток позволяет носителю линз видеть удаленные и близкие объекты в идеальном фокусе. «Результат — осевой поток сфокусированного света, а не единичное фокальное пятно. Если сетчатка расположена на любом отрезке этого потока, она всегда будет воспринимать объекты сфокусированными», пояснил разработчик.

Ученый оснастил одной из разработанных им линз камеру мобильного телефона для того, чтобы подтвердить на практике эффект улучшения фокуса, а также проверил ее работоспособность на 12 добровольцах. Сейчас Зеев Залевски основал компанию Xceed Imaging для дальнейшей разработки и коммерческой реализации линз. К слову, на сайте компании есть очень наглядная демонстрация отличий обычной линзы от «вырезанной». Подобный подход не идеален и имеет свои недостатки. Полученная модель интерференции приводит к тому, что часть светового потока «отрезается», что приводит к снижению контрастности входящего изображения.

Впрочем, Пабло Артал (Pablo Artal) из Университета Мурчиа (University of Murchia) в Испании предупреждает — если уменьшение контрастности окажется слишком значительным, человеческий мозг столкнется с трудностями при интерпретации такой информации. Кроме того, закрепленные в очках линзы не будут двигаться вместе с глазами, что приведет к потере фокусирующего эффекта в таких случаях, когда взгляд не направлен строго сквозь вырезанные фокусирующие кольца. Определенно, здесь еще есть над чем поработать, однако уже сейчас линзы израильского ученого можно использовать в качестве контактных. А в дальнейшем, возможно, будет найден способ устанавливать их и в очки.