كتب astigmatism in rotational asymmetric systems

إذا لم يكن النظام البصري متماثل حول محوره، بسبب خطأ في شكل الأسطح البصرية أو بسبب خطأ في صف مكونات النظام، يمكن أن يحدث اللابؤرية، حتى بالنسبة لنقاط الأجسام التي تقع على المحور البصري. هذا التأثيرا كثيرا ما يستخدم بشكل مقصود في تصميم النظم البصرية المعقدة، وخاصة أنواع معينة من أجهزة التلسكوب.

في تحليل هذه النظم، من الشائع أن ننظر إلى الأشعة العرضية (على النحو المحدد أعلاه)، وأن ننظر للأشعة داخل المستوى الزوالي (مستوى يحتوي المحور البصري) العمودي على المستوى المماسي. هذا المستوى يسمى إما المستوى السهمي الزوالي، ولأنه مسمى مربك، فإنه غالبا ما يدعى بالمستوى السهمي فقط.

اللابؤرية العينية

في طب العيون، تعرف المستويات الرأسية والأفقية بخطوط الزوال التماسية والسهمية على الترتيب. لابؤرية العيون هو عبارة عن خطأ انكسار في العين التي يوجد بها اختلاف في درجات الانكسار عند الخطواط الزوالية المختلفة. وعادة ما يتميز بقرنية غير مكتملة التكور، دورانها غير محدد، حيث ينحدر جانب القرنية وقوتها لكسر الأشعة ناحية واحد من خطوط الزوال، بأكثر مما هي عليه بالنسبة للمحور العمودي.

يسبب اللابؤرية صعوبات في رؤية التفاصيل الدقيقة. في بعض الحالات، تظهر الخطوط والأشياء العمودية (مثل الجدران) للمريض بشكل مائل، تماما كما برج بيزا المائل. غالبا ما يمكن تصحيح اللابؤرية عبر نظارات ذات عدسات تختلف أنصاف أقطار انحناءاتها في المستويات المختلفة (عدسات أسطوانية). ويمكن تصحيحه أيضا عبر العدسات اللاصقة أو الجراحة الانكسارية.

اللابؤرية أمر شائع جدا. وقد أظهرت الدراسات أن حوالي واحد من كل ثلاثة أشخاص يعاني من هذا الخلل. ويزيد انتشار اللابؤرية مع التقدم في السن. على الرغم من أن الشخص قد لا يلاحظ اللابؤرية معتدل، وارتفاع كميات من اللابؤرية قد يسبب ضبابية الرؤية، ااحول، إجهاد العين، التعب، أو الصداع.

هناك عدد من الاختبارات التي يستخدمها طبيب العيون ومتخصصو البصريات أثناء فحص العين لتحديد وجود اللابؤرية وتحديد كم اللابؤرية ومحوره. مخطط سنيلين أو مخططات العين الأخرى يمكن - بشكل مبدأي- أن تكشف انخفاض حدة البصر. يمكن استخدام "الكيراتوميتر" Keratometer لقياس درجة انحناء خطوط الزوال الأكثر انحدارا والأشد تسطحا على السطح الأمامي للقرنية. أيضا، يمكن استخدام جهاز طوبوغرافي خاص بالقرنية للحصول على تمثيل أكثر دقة لشكل القرنية.

قد يوفر الكاسر الذاتي أو تنظير الشبكية تقديرًا موضوعيًا لخطأ الانكسار في العين، ويمكن استخدام استخدام أسطوانات جاكسون المتقاطعة في محرك الإبصار لتحسين تلك القياسات. هناك تقنية بديلة يمكن استخدامها في تحديد محور وقوة اللابؤرية، وهي استخدام مخططات Clock Dial أو Sunburst مع محرك الإبصار.

يمكن تصحيح اللابؤرية باستخدام النظارات أو العدسات اللاصقة أو الجراحة الانكسارية. كثيرا ما تحدد الاعتبارات المختلفة التي تنطوي على صحة العين وحالة الانكسار وأسلوب الحياة ما إذا كان أحد الخيارات قد يكون أفضل من خيار آخر. ففي المرضى الذين يعانون من القرنية المخروطية، غالبًا ما تمكن العدسات اللاصقة الطورية المرضى من تحقيق حدة بصرية أفضل من النظارات. إذا كانت اللابؤرية ناتجة عن مشكلة مثل تشوه مقلة العين بسبب البردة فإن علاج السبب الأساسي سيحل اللابؤرية.

اللابؤرية بسبب العدسات والمرايات المنحرفة أو التالفة

يؤدي طحن وتلميع الأجزاء البصرية الدقيقة سواء عبر اليد أو بالمكينة إلى توليد ضغط كبير، يخلق ضغوطا احتكاكية جانبية أثناء حركات التلميع مما يؤدي إلى ثني وتشوه الأجزاء. وغالبا لا تكون هذه التشوهات متماثلة حول اتجاه الدوران، ولذلك فهي "لا نقطية" وتسبب اللابؤرية، وشيئا فشيئا تظهر على السطح بشكل مصقول دائما، إذا لم يتم تصحيح المشكلات المسببة للتشوهات. تشكل الأسطح المشوهة المصابة باللابؤرية مشكلات خطيرة تؤدي لتدهور أداء النظام البصري.

يتزايد تشوه السطح الناتج عن الطحن أو التلميع مع نسبة معينة خاصة بالجزء المشوه (نسبة القطر إلى السمك). بالنسبة للدرجة الأولى، تزداد قوة الزجاج بإطراد مع مكعب السماكة. تعمل العدسات السميكة بنسبة 4:1 إلى 6:1 على ثني أجزاء أقل بكثير من الأجزاء ذات نسبة عالية، مثل النوافذ الضوئية، والتي يمكن أن يكون لها نسب 15:1 أو أعلى. إن الجمع بين متطلبات دقة الخطأ على السطح أو واجهة الموجة ونسبة العرض إلى الارتفاع يدفعان درجة اتساق الدعم المطلوب، خاصةً أثناء الضغوط العالية لأسفل والقوى الجانبية أثناء التلميع. عادة ما ينطوي العمل البصري على درجة من العشوائية التي تساعد كثيرا في الحفاظ على درجة دوران الأسطح بشرط عدم ثني الجزء أثناء عملية الطحن/التلميع.

تعمد استخدام اللابؤرية في الأنظمة البصرية

تستخدم مشغلات الأقراص المضغوطة عدسات ذات لابؤرية من أجل تحديد البؤرة. عندما يكون أحد المحاور أقرب للبؤرة من الآخر، تبعث نقاطا مكونة على القرص المضغوط أشكالا بيضاوية. يشير اتجاه الشكل البيضاوي إلى المحور الأكثر قربا من البؤرة، وبالتالي إلى الاتجاه الصحيح الذي يجب أن تتحرك العدسة تجاهه. ويمكن فقط لتجهيز مربع مكون من أربع أجهزة استشعار ملاحظة الانحياز، واستخدامه لجلب عدسات القراءة نحو أفضل بؤرة، من دون أن تنخدع بالحفر المستطيلة أو الأشكال الأخرى التي قد تظهر على سطح القرص المدمج.

بعض التلسكوبات الضوئية فائقة الدقة تستخدم بشكل عامد أجهزة بصرية ذات لابؤرية. بإدخال عدسة أسطوانية في نظام التصوير لإنشاء لابؤرية، والذي يسمح بقياس المحور Z لمصدر ضوء محدود الانعراج.

تستخدم مستويات خط الليزر عدسة أسطوانية لنشر شعاع الليزر من نقطة إلى خط.