اختراعات طبيةاختراعات

عدسة حلزونية مبتكرة قادرة على الحفاظ على تركيز حاد عبر مسافات مختلفة في ظل ظروف الإضاءة المختلفة

عدسة حلزونية مبتكرة | ابتكر العلماء عدسة حلزونية الشكل قادرة على الحفاظ على تركيز حاد عبر مسافات مختلفة في ظل ظروف الإضاءة المختلفة. تعمل هذه العدسة المبتكرة بشكل مشابه للعدسات التقدمية المصممة لتصحيح الرؤية، ولكنها تزيل التشوهات الشائعة المرتبطة بهذه العدسات. يمكن لهذا التقدم أن يعزز بشكل كبير تقنيات العدسات اللاصقة، وزراعة العين لعلاج إعتام عدسة العين، وأنظمة التصوير المدمجة.

وقال برتراند سيمون من مختبر الضوئيات والعلوم العددية والنانوية (LP2N)، وهي وحدة بحث مشتركة بين المعهد: “على عكس العدسات متعددة البؤر الموجودة، تعمل عدستنا بشكل جيد في ظل مجموعة واسعة من ظروف الإضاءة وتحافظ على البؤرة المتعددة بغض النظر عن حجم بؤبؤ العين”. d’Optique Graduate School، جامعة بوردو والمركز الوطني للأبحاث العلمية في فرنسا. “بالنسبة لمستخدمي الغرسة المحتملين أو الأشخاص الذين يعانون من طول النظر المرتبط بالعمر، يمكن أن توفر رؤية واضحة باستمرار، مما قد يحدث ثورة في طب العيون.”

في مجلة Optica ، وهي مجلة للأبحاث عالية التأثير تابعة لمجموعة Optica Publishing Group، يصف الباحثون العدسة الجديدة، التي يطلقون عليها اسم الديوبتر الحلزوني. يتم ترتيب ميزاتها المتصاعدة بطريقة تخلق العديد من نقاط التركيز المنفصلة – تمامًا مثل وجود عدسات متعددة في واحدة. وهذا يجعل من الممكن الرؤية بوضوح على مسافات مختلفة.

وقال سيمون: “بالإضافة إلى تطبيقات طب العيون، فإن التصميم البسيط لهذه العدسة يمكن أن يفيد أنظمة التصوير المدمجة بشكل كبير”. “سيعمل ذلك على تبسيط تصميم ووظيفة هذه الأنظمة مع توفير طريقة لإنجاز التصوير على أعماق مختلفة دون عناصر بصرية إضافية. وتوفر هذه القدرات، إلى جانب خصائص العدسة متعددة البؤر، أداة قوية لإدراك العمق في تطبيقات التصوير المتقدمة.

خلق دوامة من الضوء

جاء الإلهام لتصميم العدسات الحلزونية عندما كان المؤلف الأول للورقة، لوران جالينير من SPIRAL SAS في فرنسا، يقوم بتحليل الخصائص البصرية لتشوهات القرنية الشديدة لدى المرضى. قاده هذا إلى تصور عدسة ذات تصميم حلزوني فريد يتسبب في دوران الضوء، مثل الماء الذي يتدفق في البالوعة. هذه الظاهرة، المعروفة باسم الدوامة البصرية، تخلق نقاط تركيز واضحة متعددة، مما يسمح للعدسة بتوفير تركيز واضح على مسافات مختلفة.

وقال جالينير: “إن إنشاء دوامة بصرية يتطلب عادةً مكونات بصرية متعددة”. “ومع ذلك، تشتمل عدستنا على العناصر اللازمة لإنشاء دوامة بصرية مباشرة على سطحها. يعد إنشاء الدوامات الضوئية مجالًا مزدهرًا للبحث، ولكن طريقتنا تبسط العملية، مما يمثل تقدمًا كبيرًا في مجال البصريات.

ابتكر الباحثون العدسة باستخدام الآلات الرقمية المتقدمة لتشكيل التصميم الحلزوني الفريد بدقة عالية. ثم قاموا بالتحقق من صحة العدسة باستخدامها لتصوير حرف “E” رقمي، يشبه إلى حد كبير تلك المستخدمة في لوحة الإضاءة الخاصة بطبيب العيون. لاحظ المؤلفون أن جودة الصورة ظلت مرضية بغض النظر عن حجم الفتحة المستخدمة. واكتشفوا أيضًا أنه يمكن تعديل الدوامات الضوئية عن طريق ضبط الشحنة الطوبولوجية، والتي تمثل في الأساس عدد اللفات حول المحور البصري. كما أبلغ المتطوعون الذين يستخدمون العدسات عن تحسن ملحوظ في حدة البصر في مجموعة متنوعة من المسافات وظروف الإضاءة.

عبور التخصصات

يتطلب تحقيق العدسة الجديدة الجمع بين التصميم البسيط وتقنيات التصنيع المتقدمة من خلال التعاون متعدد التخصصات. قال سايمون: “تم إثبات عدسة الديوبتر الحلزونية، التي ابتكرها مخترع بديهي لأول مرة، علميًا من خلال تعاون بحثي مكثف مع علماء البصريات”. “وكانت النتيجة اتباع نهج مبتكر لإنشاء عدسات متقدمة.”

ويعمل الباحثون الآن على فهم الدوامات البصرية الفريدة التي تنتجها عدساتهم بشكل أفضل. ويخططون أيضًا لإجراء تجارب منهجية لقدرة العدسة على تصحيح الرؤية لدى الأشخاص لتحديد أدائها ومزاياها بشكل شامل في ظروف العالم الحقيقي. بالإضافة إلى ذلك، فهم يستكشفون إمكانية تطبيق هذا المفهوم على النظارات الطبية، والتي يمكن أن توفر للمستخدمين رؤية واضحة عبر مسافات متعددة.

وقال سايمون: “يمكن لهذه العدسة الجديدة أن تحسن بشكل كبير عمق الرؤية لدى الأشخاص في ظل ظروف الإضاءة المتغيرة”. “قد تؤدي التطورات المستقبلية في هذه التكنولوجيا أيضًا إلى تطورات في تقنيات التصوير المدمجة والأجهزة القابلة للارتداء وأنظمة الاستشعار عن بعد للطائرات بدون طيار أو السيارات ذاتية القيادة، مما قد يجعلها أكثر موثوقية وكفاءة.”

المرجع: “الديوبتر الحلزوني: عدسات حرة الشكل مع سلوك متعدد البؤر معزز” بقلم فيليب رينو-جود، وبرتراند سيمون، وجان أوجيرو، وجان بروساو، ولوران جالينير، ولوسيان كيرجادالان، 19 فبراير 2024، أوبتيكا .

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى