pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTUpimi-225Research ArticleМетоды измерений, контроля, диагностикиMethods of measurements, monitoring, diagnosticsПРОЕКТИРОВАНИЕ МНОГОПОРЯДКОВЫХ ИНТРАОКУЛЯРНЫХ ЛИНЗDESIGN OF THE MULTIORDER INTRAOCULAR LENSESКолобродовВ. Г.KolobrodovV. G.inna_kuchugura@ukr.netТымчикГ. С.TymchikG. S.inna_kuchugura@ukr.netКучугураИ. О.KuchuguraI. O.

Адрес для переписки: Кучугура И.О. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», пр. Победы, 37, корп. 1, 03056, г. Киев, Украина e-mail: inna_kuchugura@ukr.net

Address for correspondence: Kuchugura I.O. National Technical University of Ukraine «Kyiv Politechnic Institute» Peremogy Ave., 37, building 1, 03056, Kyiv, Ukraine e-mail: inna_kuchugura@ukr.net 03056, Kyiv, Ukraine

inna_kuchugura@ukr.netНациональный технический университет Украины «Киевский политехнический институт»УкраинаNational Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute"Ukraine20150912201562204210Copyright © Колобродов В.Г., Тымчик Г.С., Кучугура И.О., 20152015Колобродов В.Г., Тымчик Г.С., Кучугура И.О.Kolobrodov V.G., Tymchik G.S., Kuchugura I.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://pimi.bntu.by/jour/article/view/225

Интраокулярные линзы (ИОЛ) используются для замены натурального хрусталика глаза. Клинически используется несколько стандартных конструкций ИОЛ. Многопорядковые дифракционные линзы (МПДЛ), которые работают в нескольких дифракционных порядках, были предложены для уменьшения хроматической аберрации. Анализ свойств МПДЛ показал перспективу их использования для разработки новых конструкций ИОЛ. Целью данной статьи являлась разработка нового метода проектирования многопорядковых интраокулярных линз с уменьшенной хроматической аберрацией. Проводилось теоретическое исследование свойств МПДЛ. Исследована зависимость дифракционной эффективности от длины волны. Проведено компьютерное моделирование МПДЛ в схематической модели человеческого глаза. Установлена способность многопорядковой дифракционной линзы фокусировать с высокой эффективностью полихроматический свет в отрезок. В каждой точке на отрезке присутствует составляющая каждого спектрального диапазона, которые в комбинации будут строить цветное изображение. Предложен метод проектирования интраокулярных линз с уменьшенным хроматизмом и бесконечной глубиной аккомодации. Смоделирована оптическая система глаза с интраокулярной линзой, которая обеспечивает резкое видение объектов, расположенных на расстоянии от 700 мм до бесконечности. 

Intraocular lenses (IOLs) are used to replace the natural crystalline lens of the eye. Just few basic designs of IOLs are used clinically. Multiorder diffractive lenses (MODL) which operate simultaneously in several diffractive orders were proposed to decrease the chromatic aberration. Properties analysis of MODL showed a possibility to use them to develop new designs of IOLs. The purpose of this paper was to develop a new method of designing of multiorder intraocular lenses with decreased chromatic aberration. The theoretical research of the lens properties was carried out. The diffraction efficiency dependence with the change of wavelength was studied. A computer simulation of MODL in a schematic model of the human eye was carried out. It is found the capability of the multiorder diffractive lenses to focus polychromatic light into a segment on the optical axis with high diffraction efficiency. At each point of the segment is present each component of the spectral range, which will build a color image in combination. The paper describes the new design method of intraocular lenses with reduced chromaticism and with endless adaptation. An optical system of an eye with an intraocular lens that provides sharp vision of objects located at a distance of 700 mm to infinity is modeled.

многопорядковая интраокулярная линзадифракционная эффективностьбесконечная глубина аккомодацииmultiorder intraocular lensdiffraction efficiencyendless adaptationReferencesКоронкевич, В.П. Новое поколение бифокальных дифракционно-рефракционных линз / В.П. Коронкевич, Г. А. Ленкова, В. П. Корольков, А.Г. Полещук и др. // Компьютерная оптика. – 2008. – № 1. – Т. 32. – С. 50–58.Koronkevich V.P, Lenkova G.A., Korol’kov A.G., Poleschyk A.G. and other. New generation of bifocal diffractive-refractive lenses. Kompyuternaya optika, 2008, vol. 32, no. 1, pp. 50–58.Колобродов, В.Г. Прикладная дифракционная оптика / В.Г. Колобродов, Г.С. Тымчик. – К. : НТУУ «КПИ», 2014. – 312 с.Kolobrodov V.G., Tymchik G.S. Prikladnaya difraktsionnaya optika [Applied diffractive optics]. Kiev, NTUU «KPI» Publ., 2014, 312 p. (in Ukrainian).Vega, F. Energy Efficiency Of A New Trifocal Intraocular Lens / F. Vega, F. Alba-Bueno, M.S. Millan // Journal Of The European Optical Society – Rapid Publications. – 2014. – Vol. 9. – P. 140021–140028.Vega F., Alba-Bueno F., Millan M.S. Energy Efficiency Of A New Trifocal Intraocular Lens. Journal Of The European Optical Society – Rapid Publications, 2014, Vol. 9, pp. 140021–140028.Faklis, D. Spectral properties of multiorder diffractive lenses / D. Faklis, G. M. Morris // Appl. Opt. – 1995. – Vol. 34, No. 14. – P. 2462–2468.Faklis D., Morris G. M. Spectral properties of multiorder diffractive lenses. Appl. Opt., 1995, Vol. 34, No. 14, pp. 2462–2468. 5. Sweeney D.W., Sommargren G.E. Harmonic diffractive lenses. Appl. Opt., 1995, Vol. 34, No. 14, pp. 2469–2475.Sweeney, D.W. Harmonic diffractive lenses / D.W. Sweeney, G.E. Sommargren // Appl. Opt. – 1995. – Vol. 34, No. 14. – P. 2469–2475.Chang-Jiang F., Zhao-Qi W., Lie L. Mei Z., HaiYing F. Design of infrared telephoto-optical system with double-layer harmonic diffractive element. Chin. Phys. Lett., 2007, Vol. 24, No.7, pp. 1973–1976.Chang-Jiang, F. Design of infrared telephoto-optical system with double-layer harmonic diffractive element / F. Chang-Jiang [et al.] // Chin. Phys. Lett. – 2007. – Vol. 24, No.7. – P. 1973–1976.Lou D., Bai J., Hou X., Yang G. Application and research of harmonic diffractive/refractive optics in visible spectrum. Proc. SPIE., Holography, Diffractive Optics, and Applications II, 2005, Vol. 5636, pp. 78–85.Lou, D. Application and research of harmonic diffractive/refractive optics in visible spectrum / D. Lou, J. Bai, X. Hou, G. Yang // Proc. SPIE., Holography, Diffractive Optics, and Applications II. – 2005. – Vol. 5636. – P. 78–85.Reichelt S., Sahm H., Leister N., Schwerdtner A. Capabilities of diffractive optical elements for real-time holographic displays. Proc. SPIE., Holography XXII: Materials and Applications, 2008, Vol. 6912, pp. 69120– 69130.Reichelt, S. Capabilities of diffractive optical elements for real-time holographic displays / S. Reichelt, H. Sahm, N. Leister, A. Schwerdtner // Proc. SPIE., Holography XXII: Materials and Applications. – 2008. – Vol. 6912. – P. 69120–69130.Qiang S., Zhaoqi W., Fengyou L., Hongli L. and other. Study of an athermal infrared dual optical system design containing harmonic diffractive element. Chinese Science Bulletin, 2003, Vol. 48, No. 12, pp. 1193–1198.Qiang, S. Study of an athermal infrared dual optical system design containing harmonic diffractive element / S. Qiang [et al.] // Chinese Science Bulletin. –2003. – Vol. 48, No. 12, P. 1193–1198.Lenkova G.A. Chromatic Aberrations of Diffractive-Refractive Intraocular Lenses in an Eye Model. Optoelectr., Instrum. Data Process., 2009, Vol. 45, No. 2, pp. 171–183.Lenkova, G.A. Chromatic Aberrations of Diffractive-Refractive Intraocular Lenses in an Eye Model / G.A. Lenkova // Optoelectr., Instrum. Data Process. – 2009. – Vol. 45, No. 2. – P. 171–183.Kolobrodov V.G., Kuchugura Ie.O., Kuchugura I.O. Projektirovanije mnogoporjadkovykh difrakcionnykh linz [Design of multiorder diffractive lenses]. Research Bulletin of NTUU «KPI», 2015, No. 2, pp. 82−88 (in Ukrainian).Колобродов, В.Г. Проектирование многопорядковых дифракционных линз / В.Г. Колобродов, Е. О. Кучугура, И.О. Кучугура // Научные вести НТУУ «КПИ». – 2015. – №2. м С. 82–88.Sokurenko V.M., Tymchik G.S., Chyzh І.H. Glaz cheloveka i oftal’mologicheskije pribory [The human eye and ophthalmic devices]. Kiev, NTUU «KPI» Publ., 2009, 264 p. (in Ukrainian).Сокуренко, В. М. Глаз человека и офтальмологические приборы: / В.М. Сокуренко, Г.С. Тымчик, И.Г. Чиж. – К.: НТУУ «КПІ», 2009. – 264 с.Сокуренко, В. М. Глаз человека и офтальмологические приборы: / В.М. Сокуренко, Г.С. Тымчик, И.Г. Чиж. – К.: НТУУ «КПІ», 2009. – 264 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.