近年来准分子激光角膜屈光手术、眼波前像差的测量技术迅速发展,当前波前像差引导的个体化切削技术成为研究的热点问题。论文系统研究了准分子激光视觉光学矫正中涉及到的关键建模技术,并将这些建模技术应用到国产准分子激光视觉光学矫正装备中,论文主要内容如下:1.计算分析了大瞳孔直径下调制传递函数MTF与高阶像差的关系,用波前像差图和调制传递函数MTF分析了某些像差的组合对视觉质量的影响情况。2.从理论上建立了由眼底发出的测试波前斜率测量值重建波前曲面(数值上等于波前像差)的模型。深入研究了带标准化因子的Zernike多项式的性质;针对主观式像差仪波前斜率采样方案,提出了采用带标准化因子的Zernike多项式对眼测试波前进行重建的数学模型;提出了两种求解方法,即基于Householder变换求解法和基于Gram-Schmidt正交化求解法,用于确定重建模型中的未知模式系数;推导出了该波前重建模型对斜率测量误差的传递系数。3.研究了准分子激光矫正屈光不正的关键模型。采用超环面(toroidal surface)建立起规则散光下的角膜曲面模型方程;定量研究了手术光学区屈光不正两种通用的矫正模型,一种模型适用于单纯近视、复性近视散光、单纯近视散光的矫正,另一种模型适用于单纯远视、复性远视散光、单纯远视散光的矫正;另外,作为影响手术效果的重要因素,提出了一种用于光学区直径和过渡区宽度均可调节时过渡区角膜切削量的计算模型。4.研究了波前像差引导的个体化切削技术中的关键模型。使用改变光程的方法建立起波前像差与角膜切削量之间的关系,并对像差矫正模型进行计算仿真;深入研究了小光斑准分子激光飞点扫描模型,对飞点扫描过程进行计算仿真;提出了中心偏移和旋转情况下剩余像差计算模型,为定量研究切削中心定位精度对像差矫正的影响提供了依据。5.根据论文中的关键模型,与有关单位合作,研制出了准分子激光人眼像差矫正系统,该系统目前已投入临床应用;临床报告表明,系统在矫正屈光不正时效果显著且安全,在像差矫正时有效、安全。