运用ZEMAX光学设计软件基于Liou-Brennan眼模型, 材料选用疏水性丙烯酸酯, 设计了前表面为衍射面, 后表面为非球面的多焦点人工晶体, 该设计利用0级、+1级衍射级次, 当物在不同位置时, 使不同衍射级次发挥作用.对于所设计的人工晶体, 采用的附加光焦度为1.66 D, 即两个焦点处的光焦度分别对应20 D、21.66 D, 小附加光焦度的确立旨在着重优化人工晶状体在中距处的光学质量.首先基于衍射光学理论计算衍射面的衍射效率, 利用ZEMAX光学设计软件得到衍射面及非球面的光学参数, 继而利用MATLAB模拟仿真软件模拟衍射面位相结构及实际表面轮廓, 最后利用单点金刚石超精密车床对所设计的人工晶体进行加工, 根据实测光学调制传递函数分析所设计的人工晶体的光学质量并利用实测离焦量曲线验证附加光焦度的正确性.该设计满足光学调制传递函数在空间频率50 lp/mm处大于0.3, 可为白内障患者在不同距离视物提供较好的视觉清晰度.新型人工晶体应用于物距为75.3 cm的工作距离, 为小附加光焦度人工晶体应用领域提供理论及实验基础.

运用Zemax光学设计软件构建Liou-Brennan眼模型，设计了增大焦深的非球面、折射型多焦点和衍射型多焦点人工晶体，并用点列图和视锐度分析了所设计的人工晶体的光学质量。对于非球面人工晶体，在3 mm瞳孔下，当人眼无球差时，最佳视锐度相当高，但焦深仅为14 m-1; 当人眼球差为04λ时，最佳视锐度可达09，焦深达22 m-1，同时在整个焦深范围内视觉质量均优越。对于衍射型和折射型多焦点人工晶体，在明视条件下，虽然视远和视近时视觉质量良好，但是中间距离的视锐度＜05。衍射型多焦点人工晶体只有81%的光能用于成像，远近焦点能量均分，且与瞳孔大小无关; 折射型多焦点人工晶体的远近焦点能量与瞳孔大小相关。设计的人工晶体均能增大人眼的焦深，但各有优缺点，临床上应该酌情选用。

为探究二次曲面前房型有晶体眼人工晶体的球差矫正特性，进行了球面和二次曲面有晶体眼人工晶体的设计，并利用像差理论对二者的球差矫正特性进行了研究.基于R.Navarro等人提出的模型眼得到屈光不正眼模型，利用ZEMAX光学软件分别设计了可矫正屈光不正人眼的球面与二次曲面前房型有晶体眼人工晶体.通过对光学传递函数和Zernike球差系数的比较，以及对Seidel球差分布系数的计算分析发现:在保证屈光不正矫正至正常水平的前提下，较之传统球面人工晶体，二次曲面的引入仅对远视眼的球差有矫正作用，并使光学传递函数显著改善；而对近视眼而言，二次曲面人工晶体的球差矫正效果与球面人工晶体相当.这一结论对前房型有晶体眼人工晶体的设计和应用具有重要的理论指导意义.