集成超表面的隐形眼镜，或能改善先天色盲
2020-03-15 20:56:54 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
据麦姆斯咨询报道，以色列特拉维夫大学（Tel Aviv University）的一支研究小组将超表面元件集成到传统隐形眼镜的表面，为改善特定类型的色盲提供了一种潜在途径。
以色列特拉维夫大学的一项研究或能改善色盲。
左：正常视力的原始场景；中：绿色弱视患者视角；右：利用超表面隐形眼镜矫正后的绿色弱视视角
据麦姆斯咨询报道，以色列特拉维夫大学（Tel Aviv University）的一支研究小组将超表面元件集成到传统隐形眼镜的表面，为改善特定类型的色盲提供了一种潜在途径。
这种方案可以为隐形眼镜引入一种量身设计的新功能，或能扩展改善其他形式的色弱或其它眼部疾病。该研究成果已发表于近期的《光学快报》（Optics Letters）。
该研究对于绿色弱视特别有效，这是一种遗传性且与性别有关的色盲，通常特征在于对红色和绿色的感知有缺陷，这是因为负责检测绿光的感受体对与红色相关的光做出了响应。
特拉维夫大学的Sharon Karepov说：“无法区分红色与绿色的问题会影响患者简单的日常生活，例如确定香蕉是否成熟。我们的隐形眼镜基于一种纳米级尺寸的金椭圆结构超表面，构建定制化的紧凑且耐用的解决方案，可以应对这类缺陷。”
之前人们已经尝试通过人为减少过度感知颜色的检测，来矫正绿色弱视，但是迄今为止，在舒适紧凑的设备中实现这种校正一直是一项挑战。
Karepov说：“基于这种矫正原理的眼镜在市场上可以买到，但是比隐形眼镜要大得多。而我们在这项研究中提出的光学元件是超薄的，可以集成到任何刚性隐形眼镜中，因此可以在单个隐形眼镜中改善绿色弱视和其它视力障碍（例如屈光不正等）。”
超表面结合了亚波长尺寸的结构元素，这项研究基于目前对超表面技术的现有研究，利用纳米级尺寸的金椭圆结构来实现对透射光的特定非线性效应。
新制造工艺
该研究的合著者Tal Ellenbogen及其领导的特拉维夫大学纳米级电光实验室，通过之前的研究已经率先展示了一种基于超材料的非线性光子晶体，作为超材料输出非线性衍射及超广角扫描的一种有效途径。
在当前的研究中，其挑战在于设计一种能够将纳米级金椭圆结构集成到隐形眼镜弯曲表面的制造方法，而不是通常光学超材料元件所涉及的平坦表面。
Karepov说：“我们开发了一种技术，可以将超表面从其最初的平面基板转移到隐形眼镜等其他表面。这种新的制造工艺为将超表面集成到其它非平面基板开辟了道路。”
根据论文，利用该研究提出的超表面元件，将正常色觉与未矫正和矫正的绿色弱视进行对比，结果表明集成超表面的隐形眼镜能够将无法正确感知的色彩矫正至接近其真实色调。
通过使用标准的色彩感知模拟来量化存在的绿色弱视，发现引入超表面光学元件后，色彩准确度提高了一个数量级，并且，由于绿色弱视而导致的视觉对比度损失基本得以完全恢复。
除了潜在的临床实验，研究的下一步可能包括如何将超表面的制造工艺有效地结合目前的商业生产。根据项目团队介绍，制造商或许可以在隐形眼镜制造的模塑成型阶段集成超表面，或将其热熔到刚性隐形眼镜上。
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