Los investigadores han desarrollado una lente en forma de espiral que mantiene un enfoque claro a diferentes distancias en diferentes condiciones de luz. La nueva lente funciona de manera muy similar a las lentes progresivas utilizadas para corregir la visión, pero sin las distorsiones que normalmente se ven con esas lentes. Podría ayudar a avanzar en las tecnologías de lentes de contacto, implantes intraoculares para cataratas y sistemas de imágenes miniaturizados.
"A diferencia de las lentes multifocales existentes, nuestras lentes funcionan bien en una amplia gama de condiciones de luz y mantienen la multifocalidad independientemente del tamaño de la pupila", afirmó Bertrand Simon del Laboratorio de Fotónica, Numérica y Nanociencias (LP2N), una unidad de investigación conjunta entre el Instituto d'Optique Graduate School, la Universidad de Burdeos y el CNRS en Francia.
"Para los usuarios potenciales de implantes o las personas con hipermetropía relacionada con la edad, podría proporcionar una visión clara y constante, lo que podría revolucionar la oftalmología".
En Óptica Los investigadores describen la nueva lente, a la que llaman dioptría espiral. Sus características en espiral están dispuestas de manera que crean muchos puntos de enfoque separados, muy parecido a tener varias lentes en una. Esto hace posible ver claramente a varias distancias.
"Además de las aplicaciones oftalmológicas, el diseño simple de esta lente podría beneficiar enormemente a los sistemas de imágenes compactos", afirmó Simon.
"Agilizaría el diseño y el funcionamiento de estos sistemas y, al mismo tiempo, ofrecería una manera de lograr imágenes a varias profundidades sin elementos ópticos adicionales. Estas capacidades, junto con las propiedades multifocales de la lente, ofrecen una poderosa herramienta para la percepción de profundidad en aplicaciones de imágenes avanzadas". /P>
La inspiración para el diseño de la lente en espiral surgió cuando el primer autor del artículo, Laurent Galinier de SPIRAL SAS en Francia, estaba analizando las propiedades ópticas de las deformaciones corneales graves en pacientes. Esto lo llevó a conceptualizar una lente con un diseño en espiral único que hace que la luz gire, como el agua que se va por un desagüe. Este fenómeno, conocido como vórtice óptico, crea múltiples puntos de enfoque claros, que permiten que la lente proporcione un enfoque claro a diferentes distancias.
"La creación de un vórtice óptico normalmente requiere múltiples componentes ópticos", dijo Galinier. "Nuestra lente, sin embargo, incorpora los elementos necesarios para crear un vórtice óptico directamente en su superficie. La creación de vórtices ópticos es un campo de investigación próspero, pero nuestro método simplifica el proceso, lo que marca un avance significativo en el campo de la óptica". P>
Los investigadores crearon la lente mediante el uso de mecanizado digital avanzado para moldear el diseño espiral único con alta precisión. Luego validaron la lente usándola para generar imágenes de una "E" digital, muy parecida a las que se usan en el tablero iluminado de un optometrista. Los autores observaron que la calidad de la imagen seguía siendo satisfactoria independientemente del tamaño de apertura utilizado.
También descubrieron que los vórtices ópticos podrían modificarse ajustando la carga topológica, que es esencialmente el número de vueltas alrededor del eje óptico. Los voluntarios que usaron las lentes también informaron mejoras notables en la agudeza visual en una variedad de distancias y condiciones de iluminación.
Para hacer realidad la nueva lente fue necesario combinar el diseño elaborado intuitivamente con técnicas de fabricación avanzadas a través de una colaboración interdisciplinaria.
"La lente de dioptrías en espiral, concebida por primera vez por un inventor intuitivo, se fundamentó científicamente gracias a una intensa colaboración de investigación con científicos ópticos", afirmó Simon. "El resultado fue un enfoque innovador para crear lentes avanzados."
Los investigadores ahora están trabajando para comprender mejor los vórtices ópticos únicos producidos por su lente. También planean realizar pruebas sistemáticas de la capacidad de la lente para corregir la visión en personas para establecer de manera integral su rendimiento y ventajas en condiciones del mundo real.
Además, están explorando la posibilidad de aplicar el concepto a anteojos recetados, lo que potencialmente podría ofrecer a los usuarios una visión clara a múltiples distancias.
"Esta nueva lente podría mejorar significativamente la profundidad de visión de las personas en condiciones de iluminación cambiantes", afirmó Simon.
"Los desarrollos futuros de esta tecnología también podrían conducir a avances en tecnologías de imágenes compactas, dispositivos portátiles y sistemas de detección remota para drones o vehículos autónomos, lo que podría hacerlos más confiables y eficientes".
Más información: Laurent Galinier et al, Dioptrías en espiral:lentes de forma libre con comportamiento multifocal mejorado, Optica (2024). DOI:10.1364/OPTICA.507066
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