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Rifrazione ed Aberrometria 1 Castrovillari 01- 02/10/2010.

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Presentazione sul tema: "Rifrazione ed Aberrometria 1 Castrovillari 01- 02/10/2010."— Transcript della presentazione:

1 Rifrazione ed Aberrometria 1 Castrovillari /10/2010

2 2 Definizioni Rifrazione Rifrazione (da refractus = spezzato): è la deviazione della luce quando passa da un mezzo ad un altro con cambio della sua velocità di propagazione Aberrazione Aberrazione (da aberratio = allontanare) fenomeno per cui un sistema ottico dà immagini che non sono geometricamente simili agli oggetti (sistema non ortoscopico) o non sono nitide (sistema non stigmatico) o variano al variare del colore della luce (sistema non acromatico). Fenomeno scoperto nel 1727 da J. Bradley astronomo, Ortoscopico Ortoscopico comp. di orto- e -scopia Stigmatico Stigmatico stigma (- ă tis)= punto Acromatico Acromatico comp. di a- priv. e cromatico

3 Castrovillari /10/ Willebrord van Roijen Snell ( ) - Cartesio ( ) La legge di Snell fornisce la relazione tra gli angoli θ 1 e θ 2 : 1° il raggio incidente, il raggio riflesso, il raggio rifratto e la normale al punto di incidenza giacciono in un medesimo piano; 2° il raggio riflesso è simmetrico al raggio incidente relativamente alla normale al punto di incidenza; 3° gli angoli di incidenza ϴ 1 e di rifrazione ϴ 2 sono legati tra loro dalla relazione: Principio di Fermat, o "principio di minor tempo",

4 Castrovillari /10/ Lottica sostituirà lelettronica come il fotone sostituirà lelettrone (Alberto Mucci : Le nuove tecnologie fotoniche) Con i sistemi ottici i flussi di elaborazione raggiungeranno una capacità di migliaia di Gb/s. Lottica : quale futuro Lelettronica oggi permette il processamento di segnali con una velocità intorno ai 40 Gb/s In un secondo possono essere elaborati 40 miliardi di bit Da 40 Gb/s A migliaia Gb/s

5 Castrovillari /10/ Dalla correzione rifrattiva alla correzione Dalla correzione rifrattiva alla correzione aberropica : alta qualità della visione aberropica : alta qualità della visione Si è calcolato in via teorica che la fovea ha una capacità visiva di 18-40/10

6 Castrovillari /10/ CWa = Corneal Wavefront aberration + IWa = Intern Wavefront aberration = OWa= Ocular Wavefront aberration OWa = 100% OWa = Ocular Wavefront aberration CWa = 80%IWa= 20 % CWa = ± 80% IWa = ± 20% OWa = 100% + =

7 0° Ideale 1° Tilt 2° Defocus 2° Defocus a scodella e a sella 3° Coma-like 4° Spherical 4° Spherical: Quadrifoglio, Coma triangolare ecc Gli ordini delle aberrazioni (Miopia+Iperm.+Astig.) B A S O R D I N E B A S O R D I N E A L T O R D I N E A L T O R D I N E 7 Castrovillari /10/2010 L O H O

8 Castrovillari /10/2010 Miraggio inferiore Miraggio superiore Fata Morgana Le Aberrazioni ed i Miraggi Le Aberrazioni ed i Miraggi

9 Polinomi di Zernike Polinomi di Zernike 9 Castrovillari /10/ Frits Zernike Nobel Fisica 1953 ( Micr. a contr. di fase) Descrivono le aberrazioni del fronte donda

10 Polinomi di Zernike Castrovillari /10/

11 Castrovillari /10/ Z f n Indici di Zernike Zernike -6 f f +6 0 n +6 0 n +6 f : frequenza angolare = n : ordine radiale =

12 Risultato visivo: aberrazioni alto ordine Ottica Fisica Castrovillari /10/ Aberrazione 4° Ordine Aberrazione 3° Ordine H O

13 Aberropia= aberrazioni alto ordine Aberropia= aberrazioni alto ordine Agarwal A., Prakash G., Jacob S., et al. Can uncompensated higher order aberration profile, or aberropia be responible for subnormal best corrected vision and pseudo-ambliopya. Med Hypotheses May; 72(5): Aberropia Congenita: (Ambliopia) Aberropia Congenita: (Ambliopia) Aberropia Evolutiva: (Cheratocono) Aberropia Evolutiva: (Cheratocono) Aberropia Acquisita o iatrogena: (Post-chirurgica) Aberropia Acquisita o iatrogena: (Post-chirurgica) Castrovillari /10/ HOLO Agar Agarwal

14 Castrovillari /10/ A Spazio Oggetto B Spazio Immagine Spazio Immagine A Due metodi per rilevare il ray tracing: (A ) Nello spazio oggetto, in cui i raggi sono tracciati verso locchio e le aberrazioni del fronte donda sono misurati come differenza rispetto ad un fronte sferico ideale alla entrance pupil. (B ) Nello spazio immagine, in cui i raggi sono tracciati verso lesterno dellocchio e le aberrazioni del fronte donda sono misurate come differenza da un piano alla exit pupil. Il Fronte donda

15 Sensori aberrometrici Sensore di Hartmann-Shack ( raggio laser monocromatico He-Ne a nm + camera CCD) Sensori Proprietari Differential Skiascopy Ray Tracing Tschernig Aberrometry Olografia 15 Castrovillari /10/2010

16 Disco di Scheiner (1619) Castrovillari /10/2010 In caso di ametropie si avranno due punti immagine sulla retina Scheiner, C. (1619). Oculus, sive fundamentum opticum. Innspruk.

17 Scheiner-Smirnov (1961) Castrovillari /10/ Smirnov misura langolo per cui dai due fori si forma ununica immagine retinica Smirnov, M. S. (1961). Measurement of the wave aberration of the human eye. Biofizika, 6,

18 Scheiner-Hartmann (1900) Scheiner-Hartmann (1900) Hartmann, J. (1900). Bemerkungen uber den Bau und die Justirung von Spektrographen. Z. Instrumentenkd., 20, 47. Castrovillari /10/ Più fori nel disco di Scheiner

19 Scheiner-Hartmann-Shack-Platt (1971) Castrovillari /10/ Matrice di microlenti al posto del disco forato di Scheiner con un Wavefront -sensor Shack, R. V., & Platt, B. C. (1971). Production and use of a lenticular Hartmann screen. Journal of the Optical Society of America, 61, 656.

20 Sensore di Hartmann-Shack Castrovillari /10/2010 Hartmann, J. (1900). Bemerkungen uber den Bau und die Justirung von Spektrographen. Z. Instrumentenkd., 20,

21 Castrovillari /10/ Sensori Proprietari

22 Differential Skiascopy OPD Ray Tracing Tschernig Aberrometry Olografia 22 Castrovillari /10/2010 OPD Nidek OPD Nidek Schiascopia spaziale dinamica Disco di Placido 23 anelli per topo su 6800 punti con 8 fotosensori infrarossi ruotanti per laberrometria I Trace I Trace Raggio laser 0.3 mm 785nm infrarosso 256 passaggi in area pupillare in sequenza di 128x2. Rilevato errore con 0.1D o 5° tra le due serie ZViewOphothonix Reticolo Olografico Digitale Binoculare Olografia Dennis Gabor P.N Fisica 1971 Allegretto Allegretto Tscherning Raggio Nd:Yag a 532 nm

23 Aumento delle aberrazioni delle lenti con laumento della correzione diottrica Castrovillari /10/

24 Il futuro : le lenti fotoniche ? In ottica un cristallo fotonico è una nanostrura dove l'indice di rifrazione ha una modulazione periodica su scale comparabili alla lunghezza d'onda della luce. In particolare i cristalli fotonici possono presentare una banda proibita per la luce analoga a quella dei semiconduttori e dei metalli. Castrovillari /10/ Le ali delle farfalle Morpho devono il loro blu ad una microstruttura ad alveare analoga ai cristalli fotonici. Opale australiano

25 Ottimizzazione delle lenti Ottimizzazione delle lenti Lenti iZon con strato intermedio polimerico i Zonik che passa dallo stato liquido al solido con Raggi UV definendo isole ad alta definizione per contrastare le aberranze HO rilevate dallaberromero Zview Castrovillari /10/

26 Le lenti antiaberranti iZon Castrovillari /10/

27 Il futuro : le lenti adattive Castrovillari /10/2010 Gemini North senza e con ottica adattiva Oct adattivo LongMediumShort Mosaico dei coni con Oct adattivo e ricostruzione computerizzata dei coni : Long (rossi ) Medium (verdi) e Short (blue) LBT Large Binocular Microscope LBT Large Binocular Microscope ad Arcetri in fase di allestimento con i 672 magneti LBTottiche adattive LBT assemblato con ottiche adattive in Arizona (25% è Italiano) 3 v. più def. di Hubble a 550 Km in orbita

28 Castrovillari /10/2010 Parco Nazionale del Pollino 28

29 Castrovillari /10/ Grazie per lattenzione


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