介紹
-y{o @ 0(;d<u)fS 無論是在研究中還是通過工業(yè)設(shè)備開發(fā)后用于臨床目的，Shack‑Hartmann
傳感器被廣泛應(yīng)用于測量人眼所產(chǎn)生的
像差。
KDW%*%! 8H3|i7.1h 原理
?k~(E`ZE3 0hXI1@8]` 這種裝置的基本原理可以描述如下：光束聚焦在用作光擴(kuò)散器的視網(wǎng)膜上，盡管出于安全考慮優(yōu)選使用近紅外進(jìn)行測量，但光束的主要部分被這種復(fù)雜介質(zhì)吸收。光的弱背向反射部分穿過人眼結(jié)構(gòu)的不同元件，例如前房的玻璃體和晶狀體以及后房的房水和角膜。每一個(gè)元件都會對眼睛出瞳處波前的形狀產(chǎn)生影響。
e%&2tf4 @<e+E"6 下圖描述了人眼的構(gòu)造：
https://www.britannica.com/science/ human‑eye
1Fn+nDn O6 2JZf@x+} 光學(xué)系統(tǒng)將眼睛瞳孔和具有給定放大倍數(shù)的Shack‑Hartmann 傳感器結(jié)合起來。下圖顯示了使用Shack‑Hartmann 傳感器進(jìn)行的人眼像差測量。
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4u\ \ Shack‑Hartmann 傳感器由小
透鏡陣列和位于小透鏡焦距處的
成像傳感器組成。每個(gè)小透鏡通過評估成像傳感器上的橫向焦點(diǎn)位移來局部測量波前變形。
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``q Shack‑Hartmann 原理如下圖所示：
https://en.wikipedia.org/wiki/Shack%E2%80%93Hartmannn_wavefront_sensor G}Cze Lw 5C/W_H+9iK 該測量不能被視為絕對結(jié)果，而是被視為與參考波前（通常是平面波）進(jìn)行比較的相對變形。然后根據(jù)每個(gè)小透鏡發(fā)出的局部結(jié)果重建整個(gè)波前。Zernike多項(xiàng)式可用于區(qū)分和量化眼睛產(chǎn)生的像差類型。
Uu{I4ls6B 'D8WNZ8Q 這種系統(tǒng)會產(chǎn)出一個(gè)在精度、靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍之間折中的結(jié)果。例如，大的微透鏡將提高系統(tǒng)靈敏度。但大型微透鏡也意味著無法檢測到透鏡區(qū)域內(nèi)波前的局部變化，這意味著結(jié)果精確度的損失。
T9\wkb. IpmblC4 為了獲得像差波前的可靠重建，在OpticStudio中對系統(tǒng)進(jìn)行建模有助于確定單個(gè)微透鏡元素尺寸并評估系統(tǒng)對結(jié)果的影響。事實(shí)上，系統(tǒng)建模能夠評估所選
鏡頭附加波前變形的潛在影響，并可能校準(zhǔn)系統(tǒng)。
Qj? +R F6( ua*k{ 0[ 對于建模來說，系統(tǒng)可以分解為三個(gè)部分：人眼建模、采集
光學(xué)系統(tǒng)和Shack-Hartmann傳感器。本文將描述每個(gè)部分的建模以及評估系統(tǒng)性能的分析工具。
JS r& S[ 0& Q-y&$7 在本文中，不會對將焦點(diǎn)聚焦到視網(wǎng)膜的注入部分進(jìn)行專門建模，主要關(guān)注的是采集光學(xué)系統(tǒng)和傳感器。
s)#FqB8 ^SB?NRk 第1部分：人眼建模
Fd-PjW/E8 已經(jīng)提出了幾種不同的方法來對如此排列復(fù)雜的人眼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模。此處使用的方法可在之前的文章中找到：
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*!R Ansys Zemax | 如何在 OpticStudio 中模擬人眼 j`A%(( )d 視網(wǎng)膜中心設(shè)置為物體位置（surface 0），光闌固定在眼睛瞳孔（surface 5）處，并根據(jù)外部環(huán)境給定直徑在2到8mm之間變化。
_6&x$ *O [k.|iCD ~`c?&YixU Y"~I(,nx! 后房玻璃體液的長度是造成視力異常的原因之一。多重結(jié)構(gòu)編輯器可用于根據(jù)不同的屈光不正的情況來定義和跟蹤系統(tǒng)屬性。
tT87TmNsA 8[U1{s:J 3'6%P_S 第2部分：采集光學(xué)系統(tǒng)
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