Metodologia oparta na skanowaniu profilera rozpraszania światła (SLPS) do ilościowej oceny rozpraszania światła do przodu i do tyłu z soczewek wewnątrzgałkowych

Ogólnym celem tego profilometru skanującego rozpraszanie światła jest ilościowa ocena intensywności i kierunkowości światła rozproszonego podczas jego przechodzenia przez soczewkę wewnątrzgałkową. Badanie to może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie soczewek wewnątrzgałkowych, na przykład, czy konkretna konstrukcja lub materiał są bardziej podatne na wprowadzanie niepożądanego rozpraszania światła. Główną zaletą tej techniki jest jej ilościowy charakter oraz możliwość wykrywania kierunkowości rozpraszania światła.

Procedurę testową zaprezentuje Claudine Krawczyk, asystentka techniczna w moim laboratorium. Układ eksperymentalny został zmontowany na blacie laboratoryjnym. Jego rdzeniem jest goniofotometr zaprojektowany w oparciu o ten programowalny stolik obrotowy 360 stopni i liniowy zespół przesuwny.

Stolik spoczywa na platformie, która umożliwia regulację przesunięcia i nachylenia. Fotodioda zamontowana na końcu wysuwanego ramienia stolika pełni funkcję czujnika goniofotometru. Jest ona osadzona na uchwycie, który można regulować o co najmniej 45 stopni, aby mierzyć różne płaszczyzny rozproszenia.

Zbuduj platformę do utrzymywania soczewki wewnątrzgałkowej nad goniofotometrem. Użyj trzech lub czterech cylindrycznych słupków o długości 18 cali i średnicy pół cala wraz z podstawkami do słupków, aby wesprzeć płytę montażową o wymiarach 18 na 18 cali. Płyta montażowa służy jako baza dla trójosiowego stołu translacyjnego zawieszonego pod nią.

Następnie należy pobrać soczewkę wewnątrzgałkową do eksperymentu. W tej demonstracji wykorzystana zostanie wieloogniskowa soczewka optyczna. Należy pamiętać, że struktura soczewek wewnątrzgałkowych musi zapewniać ich stabilne utrzymanie na miejscu.

Użyj tych elementów oraz zacisku, aby przymocować soczewkę do platformy. W tym miejscu soczewka jest zamocowana i gotowa do użycia w protokole. Jako źródło światła dla goniofotometru wykorzystaj laser o wąskiej szerokości linii.

Należy wybrać obiektyw 10X z korekcją nieskończoności, aby skupić wiązkę w jednomodowym światłowodzie dostarczającym. Światłowód należy umieścić w punkcie ogniskowym obiektywu w celu skolimowania źródła światła. Następnie przed źródłem światła należy umieścić przysłonę irysową, aby dostosować średnicę wiązki Gaussa.

Średnica otworu powinna odpowiadać ludzkiemu oku, wynosząc od jednego do sześciu milimetrów. Należy ustawić źródło światła tak, aby soczewka wewnątrzgałkowa znajdowała się bezpośrednio przed nim, a płaszczyzna ogniskowania soczewki była prostopadła do wiązki. Najważniejszym krokiem jest zapewnienie odpowiedniego wyrównania soczewki wewnątrzgałkowej względem źródła światła.

Soczewkę wewnątrzgałkową należy ustawić tak, aby światło nie zmieniało kierunku podczas przechodzenia przez jej środek. Wyśrodkowanie wewnątrzgałkowe można przeprowadzić przy użyciu otworu przypominającego pinhole umieszczonego za soczewką wewnątrzgałkową, aby zidentyfikować kierunkowość źródła światła przed jego przejściem przez soczewkę. Położenie soczewki można regulować za pomocą stolika platformy.

Następnie ustaw stół motorowy tak, aby jego oś obrotu znajdowała się bezpośrednio pod soczewką wewnątrzgałkową. Zapewnia to umieszczenie soczewki wewnątrzgałkowej w centrum trajektorii goniofotometru. Użyj ramienia translacji liniowej, aby dostosować odległość między fotodiodą a soczewką wewnątrzgałkową w celu zrównoważenia potrzeb w zakresie sygnału i rozdzielczości.

W tym przypadku wybrano odległość 6,75 centymetrów. Przed zebraniem danych należy upewnić się, że aparatura jest odpowiednio skonfigurowana do eksperymentu. Należy sprawdzić, czy kąt padania światła na soczewkę wewnątrzgałkową wynosi zero stopni.

Następnie należy zwrócić uwagę na przysłonę i upewnić się, że jej otwór jest zgodny z typową średnicą tęczówki. Należy również sprawdzić, czy odległość od soczewki wewnątrzgałkowej do fotodiody, a także kąt nachylenia fotodiody, są prawidłowe. Na tym etapie należy sfinalizować automatyzację procesu gromadzenia danych.

Podczas eksperymentu stolik obrotowy będzie przesuwał fotodiodę o 360 stopni wokół soczewki wewnątrzgałkowej, aby umożliwić zbieranie danych pod różnymi kątami. Wielkość kroku kątowego jest parametrem wejściowym programu automatyzacji. Przed przeprowadzeniem eksperymentu należy odciąć dopływ światła do aparatury, zamykając ją w pojemniku z nierefleksyjną powłoką wewnętrzną.

Należy zapewnić otwór dla źródła światła. Po przygotowaniu należy przeprowadzić eksperyment przy wyłączonym zbędnym oświetleniu. Istnieje bezpośrednia korelacja między średnicą wiązki a natężeniem światła rozproszonego w funkcji kąta obrotu.

W tych danych przedstawiono dwie apertury przysłony dla soczewki jednoogniskowej. Czarna krzywa odpowiada średnicy przysłony wynoszącej 1 mm. Czerwona krzywa odpowiada aperturze przysłony wynoszącej 4,64 mm.

Jakościowo różnica jest wyraźna. Dane pozwoliły na ilościowe badanie zmiany natężenia sygnału. Na natężenie rozproszenia światła wpływa również kąt padania.

Na tym wykresie przedstawiono dane dla czterech różnych kątów padania dla soczewki jednogośnej. Wraz ze wzrostem kąta padania w kierunku kąta stycznego, natężenie rozproszenia wzrasta zgodnie z oczekiwaniami, ponieważ większość światła odbija się od soczewki. Porównaj dane dla soczewki jednogośnej z danymi dla soczewki wielogośnej.

Dane odpowiadają tym samym kątom padania. Należy zwrócić uwagę na poszerzenie peaków wieloogniskowych wraz ze zwiększaniem kąta padania. Najbardziej intensywny peak, przy kącie padania 80 stopni, znajduje się na granicy między światłem rozproszonym do przodu i do tyłu.

Może to zostać zidentyfikowane jako odblask. Chociaż ten materiał testowy został opracowany do badania soczewek wewnątrzgałkowych, ma on szersze zastosowanie i może być wykorzystywany do testowania soczewek kontaktowych oraz innych komponentów optycznych. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat tego, jak przenieść koncepcję goniofotometru na ilościową ocenę rozproszenia światła po przejściu przez soczewki wewnątrzgałkowe.

Należy pamiętać, że praca z laserami może być niezwykle niebezpieczna, dlatego podczas przeprowadzania eksperymentu należy zawsze przestrzegać środków ostrożności, takich jak noszenie okularów ochronnych.