Оптические методы исследования в офтальмологии

Наиболее широкое распространение инструментальные, неинвазивные оптические методы получили в офтальмологии.

Одним из наиболее распространенных оптических методов исследования глаза является биомикроскопия.

Биомикроскопия – метод исследования прозрачных сред глаза с использованием щелевой лампы, представляющей собой комбинацию бинокулярного микроскопа с устройством для освещения исследуемой части глаза щелевидным пучком света.

Щелевая лампа позволяет получить «оптический срез» роговицы, хрусталика, стекловидного тела и исследовать их при большом увеличении под микроскопом. Этот метод позволяет выявить и точно локализовать помутнения оптических сред и другие патологические изменения сред глаза.

В осветителе щелевой лампы установлены светофильтры, позволяющие производить исследования в свете различного спектрального состава, что дает возможность получить дополнительную информацию о состоянии оптических сред. Кроме того, возможно проведение исследований в поляризованном свете, что осуществляется путем использования поляроидных светофильтров.

Обыкновенный свет состоит из множества волн, плоскости поляризации которых ориентированы произвольно, так как процессы излучения света атомами происходят независимым образом. Свет, в котором в равной мере представлены электромагнитные волны со всевозможными направлениями колебаний, называется естественным или неполяризованным.

Поляризация света - это процесс выделения из светового пучка составляющих со строго определенной ориентацией плоскости поляризации. Устройства, служащие для этих целей, называются поляризаторами (или поляроидами).

Их действие может быть основано либо на поляризации света при отражении и преломлении на границе раздела двух изотропных прозрачных диэлектриков, либо на явлении оптической анизотропии и связанного с ним двойного лучепреломления, либо на явлении оптического дихроизма. Дихроизм – изменение окраски вещества в проходящем свете в зависимости от направления распространения и поляризации этого света.

Дихроизм является одним из проявлений оптической анизотропии вещества и обусловлен анизотропией поглощения, которое зависит от длины волны и поляризации излучения.

Дихроизм является частным случаем полихроизма и наблюдается на одноосных кристаллах, у которых имеются две «главные» окраски - при прохождении света вдоль оптической оси и перпендикулярно к ней. Это свойство кристаллов находит практическое применение при изготовлении поляроидов.

Современные поляроиды представляют собой прозрачную целлулоидную пленку, на поверхность которой нанесен слой целлюлозы, заключающий в себе множество одинаково ориентированных мельчайших кристалликов герапатита йодистого соединения сернокислого хинина, открытого в 1852 году Герапатом.

Эти кристаллы обладают настолько сильным дихроизмом, что даже при малой толщине полностью поляризуют проходящий свет (степень поляризации 99.5%).

В последние годы появились поляроиды, получаемые путем йодирования и растягивания пленки из пластмассы.

Использование поляризованного света позволяет не только улучшить качество оптических изображений, но и исследовать физические свойства сред. Среда, физические свойства которой зависят от направления, называется анизотропной.

Анизотропия среды имеет место по отношению к каким-либо ее свойствам - механическим, оптическим, электрическим и др. Среду называют оптически анизотропной, если ее оптические свойства (фазовая скорость света и абсолютный показатель преломления) зависят от направления распространения световой волны и характера ее поляризации. Среду называют оптически изотропной, если ее оптические свойства одинаковы по всем направлениям.

Зависимость скорости плоской волны в анизотропной среде от направления распространения и характера поляризации приводит к тому, что лучи света, преломляясь на поверхности среды, раздваиваются. Это явление называют двойным лучепреломлением.

Анизотропия среды может быть обусловлена как анизотропией молекул, составляющих ее, так и характером их взаимного расположения. Однако нет прямой зависимости анизотропии среды от анизотропных свойств элементов, составляющих ее.