用于兒童斜視矯正的微結(jié)構(gòu)壓貼三棱鏡設(shè)計與測試.pdf

1、近年來，采用菲涅爾棱鏡結(jié)構(gòu)的壓貼三棱鏡已經(jīng)在國內(nèi)外兒童斜視的輔助治療過程中得到越來越多的應(yīng)用。但是，壓貼三棱鏡的國產(chǎn)化依然面臨較多的問題。本文以采用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）材料的硬膜壓貼三棱鏡為研究對象，在壓貼三棱鏡的器件結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真，高棱鏡度壓貼三棱鏡的色散補償方法和壓貼三棱鏡棱鏡度測試系統(tǒng)等方面開展了理論和實驗研究。本文的主要工作如下：
　　1）采用二元光學衍射方法設(shè)計硬膜壓貼三棱鏡的器件結(jié)構(gòu)，并通過MATLAB仿真和分

2、析PMMA材料和量化階數(shù)對色散的影響。理論分析結(jié)果顯示：采用折射率為1.492的PMMA材料壓貼三棱鏡的光線透過率為95％；并且量化階數(shù)較高時衍射效率也相對較高，本文仿真時采用的量化階數(shù)最大值為100。此外，采用幾何光學設(shè)計軟件ZEMAX實現(xiàn)了對微結(jié)構(gòu)光學器件的性能模擬，并且重點探討了像差分析問題。
　　2）提出了一種采用微結(jié)構(gòu)棱鏡陣列對高棱鏡度壓貼三棱鏡進行色散補償?shù)募夹g(shù)方案，并利用ZEMAX仿真了組合光學系統(tǒng)的色散、透過率、光

3、線圖、點列圖以及擴散函數(shù)圖等主要光學性能指標。仿真結(jié)果表明：點列圖中83%的點分布 Airy斑環(huán)內(nèi)部，這表示微棱鏡陣列對高棱鏡度壓貼三棱鏡具有較明顯的色散補償效果。并且，壓貼三棱鏡折射單元寬度的最佳取值范圍為600~800微米，微棱鏡陣列單元寬度的最佳取值范圍為15~20微米。
　　3）設(shè)計了一套由氦氖激光器、光電探測器和大尺寸游標卡尺組成的光電檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)了壓貼三棱鏡棱鏡度的精確測試。將棱鏡度為0.5△~30△的壓貼三棱鏡分為