Поляризационные линзы

Световые волны естественного солнечного излучения являются неполяризованными, то есть совершают колебания и свободно рас­пространяются во всех направлениях пространства, при этом свето­вой луч является циркуляционно-симметричным относительно на­правления своего распространения. Если колебания подавляются в одном из направлений, то световой пучок больше не симметричен и является частично поляризованным.

Степень поляризации при отражении зависит от угла падения света. В том случае, когда колебания ограничены одной плоскостью, свет является плоскополяризованным. Это происходит при угле меж­ду преломленным и отраженным лучами равном 90 градусов.

Некоторые поверхности имеют свойство частично или полностью поляризовать свет в зависимости от исходного угла падения и при­роды отражающей поверхности. Гладкие горизонтальные поверхнос­ти — такие как вода, мокрый асфальт, песок, снег, лед, кузова авто­мобилей — являются основными источниками поляризации света в окружающей нас среде.

Поляризованный свет создает блики, которые приводят к ухуд­шению зрения, мешают при вождении автомобиля, катании на конь­ках, рыбной ловле и многих других занятиях. Для устранения дис­комфорта необходимо использование поляризационных линз. Если сориентировать плоскость поляризации линзы вертикально, отра­женный свет будет поглощаться.

Поляризационные очковые линзы не пропускают наиболее вред­ную горизонтальную составляющую поляризованного света и обес­печивают пользователю более четкое и комфортное зрение, превос­ходя по эффективности защиты уровень обыкновенных солнцеза­щитных очковых линз.

Корригирующие и афокальные поляризационные линзы получа­ют путём размещения поляризационной пленки между двумя частя­ми линзы. Материал линз может быть различен (CR-39 и его высо­коиндексные сополимеры, поликарбонат, минеральное стекло). По­ляризационный фильтр получают путем нагревания и растяжения пленки из поливинилового спирта с последующим йодированием.

Минеральные и органические поляризационные линзы получа­ют методом моллирования. При изготовлении этим методом плоско­параллельную заготовку линзы помещают в форму заданной кри­визны и нагревают, при этом заготовка приобретает требуемую кон­фигурацию.

41

Органические очковые линзы изготавливают так же методом поли­меризации в форме. Обработанную для улучшения адгезии пленку фильтр помещают в форму, в которую с двух сторон подаётся реак­ционная мономерная смесь. В процессе полимеризации фильтр ста­новиться неотъемлемой частью линзы.

Следует помнить, что обработка поляризационных линз и уста­новка их в оправу требует особой аккуратности. Под воздействием высокой температуры или сильного механического давления во вре­мя обработки краев таких линз может произойти расслаивание. При центрировании линз и сборке очков необходимо следить, чтобы спе­циальные разметочные линии на линзе были строго параллельны средней линии оправы, это необходимо для большей эффективности отрезания горизонтально ориентированной составляющей поляри­зованного света.

Влияние показателя преломления и средней дисперсии на качество линз

При рекомендации линз из различных материалов следует учи­тывать их физические и оптические свойства. Такие как вес, пока­затель преломления и число Аббе. Эти характеристики предостав­ляются всеми фирмами производителями очковых линз и обычно указываются в каталогах продукции.

Высокоиндексные линзы сильнее преломляют свет, следовательно, возможно изготовить линзу, имеющую ту же заднюю вершинную реф­ракцию, но другую геометрию (более пологие радиусы кривизны). Кри­визна поверхности, необходимая для получения рефракции линзы, об­ратно пропорциональна показателю преломления материала линзы. Высокоиндексные линзы в результате получаются более плоские, чем линзы из материалов с обыкновенным показателем преломления.

Увеличение показателя преломления материала линз всегда при­водит к уменьшению её толщины и объема. В свою очередь это ведёт к снижению веса очковой линзы. Но это утверждение не всег­да справедливо. Для минеральных линз характерно то, что с увели­чением показателя преломления возрастает удельный вес, в резуль­тате чего линза, которая в половину тоньше обычной, может весить как линза из стандартного очкового стекла. Вес линзы из органи­ческого материала не так явно зависит от показателя преломления. Эта тенденция прослеживается в представленной таблице.

Так же из таблицы видно, что чем выше показатель преломления линзы, тем ниже число Аббе и, следовательно, выше средняя дис­персия.

Материал	Тип материала	Показа­тель прелом­ления	Удельный вес, г/см3'	Число Аббе
Стандартное стекло	Минеральный	1,52	2,54	58
Высокопреломляющее стекло	Минеральный	1,60	2,73	42
Высокопреломляющее стекло	Минеральный	1,70	2,99	32

43

Высокопреломляющее стекло	Минеральный	1,80	3,37 25
Высокопреломляющее стекло	Минеральный	1,90	4,02	30
CR— 39	Органический	1,50	1,32	58
Пластмасса со средним показателем прелом­ления	Органический	1,55	1,28	38
Пластмасса со средним показателем прелом­ления	Органический	1,56	1,42	39
Пластмасса со средним показателем прелом­ления	Органический	1,57	1,17	36
Поликарбонат	Органический	1,59	1,20	31
Высокопреломляющая пластмасса	Органический	1,60	1,34	37
Высокопреломляющая пластмасса	Органический	1,66	1,22	42
Высокопреломляющая пластмасса	Органический	1,71	1,35	32
Высокопреломляющая пластмасса	Органический	1,74	1,40	36

Рекомендуя тот или иной материал линз клиенту, оптик должен учитывать эти характеристики. Но следует помнить, что они отно­сятся к материалу очковой линзы и по-разному оказывают влияние на комфортность ношения очков при использовании линз различ­ных рефракций.

Рекламируя высокоиндексную линзу, как более тонкую, необхо­димо учесть величину оптической силы линзы, а так же форму и размер проёма ободка. Так линзы небольших рефракций, имеющие среднее значение показателя преломления, установленные в опра­ву с большим проемом ободка, могут иметь туже толщину по краю, что и линзы с нормальным показателем преломления в маленькой оправе. По этому во многих случаях для получения наиболее тонких линз можно порекомендовать высокоиндексные линзы, имеющие асферические преломляющие поверхности. Применение асферичес­ких линз всегда даёт наилучший результат, даже при небольших рефракциях.

Говоря о легкости полимерных высокоиндексных линз, необхо­димо разъяснить клиенту, что на комфортность ношения оч-

44

ков влияет вес очков в целом, то есть суммарный вес оправы и линз.

Как уже было сказано выше, линзы из высокоиндексных материа­лов более плоские и вследствие этого больше отражают свет, что вызывает дискомфорт при ношении. Следовательно, на все линзы из высокоиндексных материалов необходимо наносить антирефлексное (просветляющее) покрытие.

Линзы асферического дизайна

Производители линз всегда стремятся к максимальному расшире­нию ассортимента продукции, чтобы дать возможность потребителю получить наилучшее качество коррекции зрения. Добиться эстетич­ного внешнего вида очков и их хороших оптических характеристик стало возможно с появлением на рынке асферических линз. В насто­ящее время ведущими оптическими фирмами выпускаются асфери­ческие положительные и отрицательные однофокальные, бифокаль­ные и прогрессивные линзы из различных материалов. Современные технологии позволяют наносить на эти линзы различные покрытия.

Асферической называется линза одна из поверхностей которой (внешняя или внутренняя) не может быть описана сферическим ра­диусом. Асферическую поверхность можно получить при вращении вокруг оси симметрии параболической или гиперболической по­верхности, а также асферической поверхности более высокого по­рядка. Центральная часть при этом почти сферична, по ней и опре­деляется оптическая сила линзы.

Асферические линзы имеют множество преимуществ. Лучи света, падающие на края сферических стигматических линз положитель­ных рефракций, преломляются сильнее, чем лучи вблизи от опти­ческой оси. По этому лучи по краям линзы не собираются в фокусе. Это явление в геометрической оптике называется сферической аберрацией. Асферическая поверхность оптимально уменьшает возникающие по краям линзы аберрации, и, следовательно, асфе­рические линзы обеспечивают лучшее качество изображения в пе­риферической зоне. Так же асферические линзы тоньше и легче, это повышает комфортность при ношении очков. Линзы положительных рефракций имеют более пологие базовые поверхности и меньше выступают за рамку оправы. Таким образом, очки выглядят эстетич­нее не только из-за уменьшенной толщины линзы по краю. Линзы асферических дизайнов дают более реальные размеры окружающих предметов для пользователя. Так же размер глаз пользователя не искажаются при взгляде со стороны (это особенно важно миопам, чьи глаза сферические линзы сильно уменьшают).

Многие эксперты указывают, что косметические преимущества асферических линз ощутимо заметны начиная с аметропии +/- 3,0

46

диоптрии. Поэтому, для улучшения внешнего вида очков во всех диапазонах рефракций возможно использование асферических вы­сокоиндексных линз.

Необходимо помнить, что при ношении очков с асферическими линзами требуется период адаптации (это связано со сложной геомет­рией линзы). Время привыкания к таким очкам зависит от индивиду­альных особенностей пациента и может составлять как несколько ча­сов, так и несколько дней. Еще одна проблема, с которой сталкивают­ся пользователи, это увеличение отражения от плоских поверхностей линзы, оно увеличивается еще больше, если линза выполнена из вы­сокоиндексного материала. Учитывая этот недостаток, производители асферических линз наносят на них антирефлексное покрытие.

Для улучшения качества коррекции и внешнего вида очков при астигматизме применяют аторические линзы.

Ротационно-симметричная поверхность с неодинаковыми ради­усами кривизны на перпендикулярных друг другу главных сечениях, из которых, по крайней мере, один радиус не является сферичным, называется аторической поверхностью.

Аторическая поверхность очковой линзы рассчитывается инди­видуально для определенного параметра рефракции, чтобы на каж­дом из главных сечений линзы достигалось оптимальная коррекция изображения.

Покрытия, наносимые на очковые линзы

Упрочняющие покрытия

В процессе эксплуатации очковых линз одной из основных при­чин ухудшения их свойств является абразивный износ, который про­является как возникновение царапин на поверхности линз в резуль­тате контакта этой поверхности с различными предметами. Абразив­ному износу подвержены очковые линзы из всех видов материалов, но особенно органические линзы. Для поверхностного упрочнения линз на них наносят упрочняющие покрытия.

Упрочняющие покрытия наносят следующими способами: мето­дом центрифугирования, методом окунания, методом полимериза­ция в плазме, методом вакуумного испарения. Существуют упроч­няющие покрытия на основе различных материалов

Как правило, на линзы наносят кварцевые покрытия, полисилок-сановые покрытия или нанокомпозиты. Недостатком кварцевых по­крытий является низкая адгезия к материалу линз, а так же неус­тойчивость к перепадам температур (при резких перепадах покры­тие может отслаиваться и разрушаться). Нанесение таких покрытий происходит методом вакуумного испарения.

Применение полисилоксановых покрытий по сравнению с квар­цевыми покрытиями позволило значительно повысить поверхност­ную прочность линз. Полисилоксаны — это твердые органичес­кие материалы, способные без разрушения выдерживать значи­тельные деформации. Несомненным достоинством полисилоксанов является хорошая адгезия к полимерным материалам. Нанесение таких покрытий производится методом окунания и центрифугиро­вания.

Современная оптика активно использует линзы с антирефлексным покрытием. Для упрочнения линз с антирефлексным покрытием по­требовалось использование принципиально новых материалов. Для лучшего эффекта покрытие должно быть еще более твердым, с харак­теристиками, промежуточными между органическим полимером и не­органическим просветляющим покрытием. Некоторые производите­ли очковых линз пошли по пути модернизации процесса нанесения кварцевых слоев и изменили их структуру, но эти покрытия не были застрахованы от разрушения под воздействием значительных нагру­зок. Другие разработчики покрытий пошли по пути поиска новых

48

прозрачных композиционных материалов, получивших в дальнейшем название нанокомпозитов. Нанокомпозитный слой наносят на линзы методами центрифугирования или окунания с последующей полиме­ризацией при температуре 100°С Нанокомпозиты отличаются устой­чивостью к образованию глубоких царапин, что предупреждает раз­рушение хрупких неорганических просветляющих покрытий; относи­тельно высокой гибкостью, что позволяет упрочнению претерпевать значительные деформации вместе с полимерной линзой; низким ко­эффициентом трения, что способствует увеличению устойчивости к абразивному износу, так как инородные частицы скользят по поверх­ности покрытия.