波前像差

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。 　　波前与行进方向垂直。光波在空间传播，因此，波前是一个面而不是一条线。波前和光线都能用于描述光波的行进(figure1)。 　　假如一个来自光源的波前通过一个透镜向前传播，在光波通过透镜时，由于透镜的折射率比外周介质（一般是空气）要大，因此传播的速度会减慢，透镜中央较厚，所以会减慢中央的波前，而外周的波前则相对较快。由于透镜的形状造成光波速度不同的减慢，使入射的发散性的波前转换成了出射时会聚性的波前(Figure2)。 　　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(Figure3)。波前像差即是由实际的波前和理想的无偏差状态下的波前之间的偏差来定义的。 这种波前探测方法的局限性在于，由于黄斑下脉络膜的干扰会产生散射，也就是说会产生干扰性的回波。但是，由于视轴的长度，这可以忽略不计。另外激光光源中的小斑点以及黄斑部被照亮的程度以及质量也会限制波前检测的准确性。采集频率的提高有助于波前探测达到一个理想的程度。 　　(波前像差2) 视网膜成像波前测量法 　　这种方法的主要特点是，波前像差的形式是由在视网膜上成像的偏差而定义的，因此叫“视网膜成像”法。这种波前检测的形式是由Tscherning原理来进行描述的。 　　这种方法的首次应用是在19世纪末，当时Tscherning在阐述人眼的单频像差时首次描述了这个原理[9]。但是，视光学的带头人，包括Gullstrand，在那时却并不支持Tscherning的理论，因此并没有得到广泛的接受。直到1977年Howland应用Tcherning的像差显示仪的设计并用交叉柱镜进行了改进，用于主观测量人眼的单频像差。近来Seiler进行了改进，将间距1毫米的网格投射在视网膜上，同时，这种设计还带有一个同轴的光学系统，能够可视化地用图像来表示像差图。之后，乌克兰的Molebny等人改进了这种技术，设计了一种视网膜光线示踪仪，在这种仪器中，单一的光线连续的投射并在视网膜上成像。连续的视网膜光点位置的示踪在整体上就可反映波前像差的整体情况。 　　激光束经校准平行后通过一个13×13的光点蒙版，从而产生整齐排列的168个光点（遮蔽中心点），在视网膜上成像。在经过眼介质时，光点的排列会由于介质的不规则而产生像差，这种扭曲的光点排列会通过一个同轴的相机记录下来，光点和无像差时光点位置的偏差可用于精确计算波前的形态（Seiler法）。 　　这种波前探测的局限性在于，在光束的位置偏离计算中，要用到一个理想化的人眼模型（Gullstrand模型眼）。这个模型，实际上是根据常人眼的屈光误差不断调节，以达到理想的同轴状态，从而实现理想化的。 　　(3)内向型可调节屈光测量法 　　这种检测方法的主要特点：波前像差的形式是由一束可调节的补偿像差的光线射入眼睛而定义的，因此被称为“内向型”。这种形式的波前检测和临床上的屈光和视网膜镜的应用很相似，是由Scheiner原理进行描述的。