Un gruppo di ricercatori ha sviluppato una nuova tipologia di lente che utilizza una superficie a forma di spirale per mantenere una messa a fuoco nitida a diverse distanze in condizioni di luce variabili. Questa innovativa lente funziona in modo simile alle lenti progressive progettate per la correzione della vista, ma elimina le comuni distorsioni associate a tali lenti. Questa scoperta potrebbe migliorare notevolmente le tecnologie delle lenti a contatto, gli impianti intraoculari per il trattamento della cataratta e i sistemi di imaging compatti.
Una lente multifocale senza distorsioni
“A differenza delle lenti multifocali esistenti, la nostra lente funziona bene in un’ampia gamma di condizioni di luce e mantiene la multifocalità indipendentemente dalle dimensioni della pupilla,” ha affermato Bertrand Simon del Laboratorio di Fotonica, Scienze Numeriche e Nanoscienze (LP2N), un’unità di ricerca congiunta tra l’Istitut d’Optique Graduate School, l’Università di Bordeaux e il CNRS in Francia. ”Per i potenziali utenti di impianti o persone con presbiopia legata all’età, potrebbe fornire una visione costantemente chiara, rivoluzionando potenzialmente l’oftalmologia.”
Applicazioni oltre l’oftalmologia
La nuova lente potrebbe essere utilizzata su lenti a contatto, in impianti intraoculari per cataratte e per creare nuovi tipi di sistemi di imaging miniaturizzati. “Oltre alle applicazioni in oftalmologia, il design semplice di questa lente potrebbe trarre grande beneficio dai sistemi di imaging compatti,” ha detto Simon. “Semplificherebbe il design e la funzione di questi sistemi offrendo anche un modo per realizzare imaging a varie profondità senza elementi ottici aggiuntivi. Queste capacità, unite alle proprietà multifocali della lente, offrono uno strumento potente per la percezione della profondità in applicazioni di imaging avanzate.”
Creare un vortice di luce
L’ispirazione per il design della lente a spirale è venuta quando l’autore principale dell’articolo, Laurent Galinier di SPIRAL SAS in Francia, stava analizzando le proprietà ottiche delle deformazioni corneali gravi nei pazienti. Questo lo ha portato a concepire una lente con un design a spirale unico che fa girare la luce, come l’acqua che scende in un lavandino. Questo fenomeno, noto come vortice ottico, crea più punti di messa a fuoco chiari, consentendo alla lente di fornire una messa a fuoco chiara a diverse distanze.
Un avanzamento significativo nel campo dell’ottica
“Creare un vortice ottico di solito richiede più componenti ottici,” ha detto Galinier. “La nostra lente, tuttavia, incorpora gli elementi necessari per creare un vortice ottico direttamente nella sua superficie. Creare vortici ottici è un campo di ricerca fiorente, ma il nostro metodo semplifica il processo, segnando un avanzamento significativo nel campo dell’ottica.”
I ricercatori hanno creato la lente utilizzando tecniche di lavorazione digitale avanzate per modellare il design a spirale unico con alta precisione. Hanno poi validato la lente utilizzandola per immaginare una ‘E’ digitale, simile a quelle utilizzate su una tavola luminosa di un optometrista. Gli autori hanno osservato che la qualità dell’immagine rimaneva soddisfacente indipendentemente dalla dimensione dell’apertura utilizzata. Hanno anche scoperto che i vortici ottici potevano essere modificati regolando la carica topologica, che è essenzialmente il numero di avvolgimenti attorno all’asse ottico. I volontari che hanno utilizzato le lenti hanno anche riferito miglioramenti evidenti nell’acuità visiva a varie distanze e condizioni di illuminazione.
Collaborazione interdisciplinare
Portare a compimento la nuova lente ha richiesto la combinazione del design intuitivamente realizzato con tecniche di fabbricazione avanzate attraverso una collaborazione interdisciplinare. “La lente a spirale, concepita inizialmente da un inventore intuitivo, è stata scientificamente convalidata attraverso una collaborazione di ricerca intensiva con scienziati ottici,” ha detto Simon. “Il risultato è stato un approccio innovativo alla creazione di lenti avanzate.”
I ricercatori stanno ora lavorando per comprendere meglio i vortici ottici unici prodotti dalla loro lente. Pianificano inoltre di eseguire prove sistematiche sulla capacità della lente di correggere la vista nelle persone per stabilire in modo esaustivo le sue prestazioni e i vantaggi in condizioni reali. Inoltre, stanno esplorando la possibilità di applicare il concetto agli occhiali da vista, che potrebbero potenzialmente offrire agli utenti una visione chiara su più distanze.
“Questa nuova lente potrebbe migliorare significativamente la profondità di visione delle persone in condizioni di luce variabili,” ha detto Simon. “Sviluppi futuri con questa tecnologia potrebbero anche portare a progressi nelle tecnologie di imaging compatte, dispositivi indossabili e sistemi di rilevamento a distanza per droni o auto a guida autonoma, rendendoli più affidabili ed efficienti.”
