摘要
多焦點眼內人工晶體植入術目前被廣泛應用於治療白內障。多焦點眼內透鏡的優點之一是能為患者提供良好的遠近視力。在本示例中，我們演示了如何將初始設計導入 VirtualLab Fusion，並在考慮實際二元結構的情況下對晶狀體系統進行建模。通過改變二元結構的高度，我們進一步研究了繞射透鏡的性能。
設計任務
模擬與設置： 單一平臺的交互性
建模技術的單平臺的交互性
光在系統中傳播時會遇到不同的元件並與之相互作用。我們需要一個合適而靈活的模型，在精確度和速度之間為系統中的每一個元素提供良好的折衷：
1. 光源
2. 人眼角膜和瞳孔
3. 眼內繞射透鏡
4. 自由空間傳播
5. 探測器
連接建模技術： 眼角膜和瞳孔
透鏡系統的現有建模技術 ：
由於將角膜和瞳孔（以及兩者之間的房水）視為一個薄的元素會導致很大的誤差，因此選擇了Local Linear Interface Approximation (LPIA)來確保適當的精度。
鏡頭系統元件
Lens System Component允許用戶輕鬆定義一個由平滑表面和各向同性的同質介質組成的元件。對於表面和材料，您可以從內置目錄中選擇現成的條目，也可以自訂條目，以獲得最大的靈活性。
從 OpticStudio 導入Optical System
光學設置的配置以及Binary 2表面的波前相位回應設計均在 Zemax OpticStudio® 中生成。
VirtualLab Fusion 提供了導入光學設置並將其合併為單一光學設置配置的功能。
* 注：波面相位回應的設計也可在 VirtualLab Fusion 中實現。
連接建模技術： 眼內繞射透鏡
微結構光柵的現有建模技術：
根據設計，繞射透鏡的局部週期並不是恒定的。局部線性光柵近似（LLGA）演算法會自動確定每個點的局部週期，並相應地應用 TEA 或 FMM，從而提供速度和精度的最佳組合。
繞射透鏡組件
眼內繞射透鏡由 Diffractive Lens 元件建模，該元件允許定義特定的波前相位回應，然後也可以在具有高度輪廓的真實結構中進行轉換。
然後，通過Local Linear Grating Approximation（LLGA）對實際繞射透鏡的傳播進行建模。更多資訊，請參閱Diffractive Lens Component。
結構設計： 繞射透鏡輪廓高度
繞射透鏡的結構輪廓是根據定義的波前相位回應，通過Thin Element Approximation（TEA）計算得出的：
縮放因數β來調節高度和控制繞射階的效率。
TEA直接為 1 階反應提供極高的效率
結構設計： 繞射透鏡輪廓高度
之所以選擇2個高度層的量化結構，是因為二元繞射透鏡
- 二元繞射透鏡有利於製造（成本低，更容易製造）；
- 使用高度變化方法可以更好地控制效率，尤其是 0 階和 1 階效率。
連接建模技術： 自由空間傳播
現有的自由空間傳播建模技術：
當傳播到焦點時，繞射效應是類比的主要部分。因此，我們選擇Fourier Domain Techniques作為模擬技術。
探測器
VirtualLab Fusion的UniversalDetector與定義區域的便捷工具相結合，允許計算許多不同的物理值，如照度或光通量。
模擬結果
遠景：OpticStudio導入的整合
近景：OpticStudio的導入整合
結構設計：1.00的高度調製
結構設計：高度調製為0.75
結構設計：高度調製為0.50
結構設計：尋找最優比例因數
人眼是一個相當複雜的器官，有許多不同的細胞構成了它的視覺能力，這些細胞的形狀和大小也不同。
因此，為簡單起見，我們在中心周圍定義了一個10微米的區域，在該區域中優化了光通量。
兩個焦點(近景和遠景)的等效峰值光通量的最佳比例因數。
結構設計：高度調製為0.50
暗視知覺
光度學物理值(如光照度或光通量)可以通過兩種不同的方式定義，即明視和暗視。
雖然到目前為止我們使用的是明視定義，因為它描述了眼睛在正常日光條件下的視力，但看看透鏡在暗視條件下(即夜間)的表現也可能引起關注。
在這個例子中，設計提供了類似的結果，但在暗視下略有不同。
遠景場景
(區域內3.33?10−9流明)
近景場景
(區域內2.84?10−9流明)
從近到遠的焦點發展圖解
*等比例照度
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