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高科技隐形眼镜可矫正色盲

近日,在美国光学协会(OSA)期刊《光学快报》上发表的一项研究中,科学家们将一种名为“超表面”的超薄光学元件嵌入了隐形眼镜,以用于纠正绿色弱视(一种红绿色色盲)。研究结果表明,这种基于超表面的新型隐形眼镜可以恢复失去的色彩对比度,并将色彩感知度提高多达10倍。

“无法将红色与绿色区分开来,这干扰到了简单的日常生活,如确定香蕉是否成熟。”研究小组成员之一、以色列特拉维夫大学(Tel Aviv University)的卡列波夫(Sharon Karepov)表示。通过结合纳米尺寸的椭圆形超表面,他们的新型隐形眼镜可以为患有各种形式色盲的人提供一种方便舒适的应对方式,并且可以量身定制。

研究人员称,如果这种为隐形眼镜加入新功能的方法得以扩展,或许还能为其他形式的色觉缺陷、甚至眼疾提供帮助。

量身定制进行矫正

绿色弱视多见于男性,是指负责探测绿光的光感受器对与红色相关的光作出反应的疾病。科学家们早在一百多年前就已经知道,通过减少对过度感知的色彩的探测可以改善此视觉问题,但是利用某种舒适简洁的设备来进行矫正则实属不易。

为此,研究人员想到了超表面,即人工制造的具有特定光学特性的薄膜。在过去的几十年中,他们对只有纳米尺寸的黄金椭圆形超表面进行了广泛研究,并可以通过某种设计对穿越它们的光产生特定的影响。

从平面到曲面

超表面是在平面上制成的,为了将其用于曲面的隐形眼镜,该团队随后开发了一种技术,可以将超表面从其最初的平面基板转移到其他表面上。“这种新的制造工艺也为将超表面嵌入其他非平面基板打开了大门,”卡列波夫表示。

在新制造程序的每个步骤之后,研究人员都对超表面的光学响应进行了测试,并获取显微图像以仔细查看其结构。结果表明,超表面的光操纵特性在转移到曲面后并没有改变,说明该过程获得了成功。

随后,在将该光学元件嵌入隐形眼镜之前和之后,研究人员使用标准的色彩感知模拟来量化绿色弱视色彩感知。他们发现最多能将感知能力提高10倍,并且基本可以彻底恢复由于绿色弱视而造成的视觉对比丧失。

卡列波夫表示,虽然在市场上也可以买到矫正眼镜,但它们比隐形眼镜要大得多,“我们推荐的光学元件超薄且可嵌入硬性隐形眼镜中,因此可以仅通过隐形眼镜来治疗绿色弱势和其他视力障碍,如屈光不正。”

不过,该新型隐形眼镜在上市之前还需要通过临床测试。研究人员表示,制造商可以在隐形眼镜制造的成型阶段将超表面嵌入其中,或将其热熔合到硬性隐形眼镜上。他们将继续研究并改进超表面的转移过程,并也会对其在其他领域的应用进行测试。

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