波前像差

波前像差
波前像差即是由实际波前和理想的无偏差状态的波前之间的偏差来定义。

1定义
光线是一个行进的电磁波，波前是光波的连续性的同相表面，因此，波前是一个面而不是一条线。

在没有像差时，进入人眼的波前可以很好的在视网膜上会聚成一个焦点，波前像差即是由实际波前和理想的无偏差状态的波前之间的偏差来定义。

人眼存在的像差有低阶像差和高阶像差。

低阶像差包括近视、远视、散光；高阶像差包括球差、彗差、不规则散光等。

2分类
1．传统光学
（1）单色像差：由单色光成像时产生的像差，包括球差、彗差、像散、像场弯曲与畸变。

其中球差和彗差发生于对轴上和靠近轴的点状粗光束成像的光学系统中，称轴上像差；像散、像场弯曲和畸变发生于远离光轴的物体成像的光学系统中，称轴外像差。

（2）色像差：多色光（即由不同波长的光构成复合光）成像时，由于介质折射率随光的不同波长而改变所
引起的像差。

2．现代概念
近年来，随着技术的发展，不仅可以测量一些经典的像差，如球差、彗差等，还可以再现一些非常规的更高
阶像差。

（1）低阶像差（10w order aberration）：指第1、2阶像差。

概括地说，是指离焦、散光等传统屈光问题。

第1阶像差是指x、Y轴的倾斜。

第2阶像差包括离焦和0°与45°方向的散光三方面内容。

（2）高阶像差（high order aberration）：第3阶及其以上像差。

指不规则散光等屈光系统存在的其他光学
缺陷。

高阶像差的每一阶各包括许多项，每一项代表不同的内容。

例如：高阶像差第三阶包括彗差、三叶草样散
光等4项内容。

第4阶不仅包括球差，还涉及更多项不规则散光等内容。

越高阶，像差内容越复杂。

一些研究显示，不同像差内容对人眼视觉功能影响不相同，但有些项的真正光学含义与视觉功能之问的关系尚需进一步研究
探讨。

3测量法
自1961年Smirnov等首次应用主觉检测技术测量出人眼像差以来，特别是在过去的十年测量技术有较大的
突破后，出现了许多种类的像差测量仪。

均是应用光线追踪原理（ray-tracing），基本分客观式测量方法和主观式测量方法（心理物理学方法）两大类。

1．客观式测量法
通过贯穿入瞳的列阵光线斜率的整合重现像差。

（1）以Hartman—Shack原理为基础的出射型光学像差仪：通过测量聚焦于系列镜片光线上每点离焦程度
显示像差。

（2）Tscherning原理为代表的入射型光学像差仪：应用视网膜格栅照相术，将视网膜每点成像与理想成像
的位移予以记录并计算。

（3）光学路径差异型（optical path difference，OPD）：将出瞳处任一点（x，y）的光线长度与瞳孑L中心的光线长度比较。

通过测量光学路径长度的差异计算出像差。

2．主观式测量法
（1）设计原理是假设眼睛处于衍射的极限并聚焦于无限远之点光源处，光线通过瞳孔的不同区域进入眼内。

如无像差存在，应聚焦于视网膜同一点。

通过测量光线在瞳孔的位移而计算出该点的像差。

（2）基本结构包括测试通路、瞳孑L监视通路、固视通路及屈光控制通路。

该方法无须散瞳，准确性好，
不受轻度屈光间质混浊的干扰，但需要被检者的合作。

4用途
1、部分人验光配镜后，视力达不到理想效果，这是由于传统验光仪器无法对眼睛的像差进行测量，同时对于人眼像差对视力影响的认识也不足。

波前像差仪能够替代传统的验光仪器，成为新一代的验光仪器，这是像差仪产品在视光学领域的延伸及发展趋势。

波前像差仪可作为视力常规检查仪器，能够对接触镜配戴后眼睛光学质量进行准确描述，评价效果并依此定制接触镜;在用于儿童波前像差的早期检查，对儿童近视眼的早期防治具有重要意义。

2、波前像差仪可以用于研究人眼空间视力的单色像差效果，研究眼睛调焦对像差的影响，研究屈光度的变化对像差的影响，研究角膜和晶状体像差产生的根源以及视锐度、视力辨别率、近视眼形成与像差的关系等。

3、波前像差仪为在临床应用上真正实现像差仪与准分子激光个性化切削手术的完美结合.引导激光进行角膜切削。

主要技术创新之处在于：实现波前像差仪与准分子激光治疗机的直接连接，测完像差之后可以马上在1500Hz高速跟踪频率下进行准分子激光个性化超小光斑飞点式切削，消除人眼像差，使激光矫正后的人眼视力达到理想程度，成功的将波前像差引导准分子激光个性化切削术矫正人眼视力达到一定的水平。