针对人眼个性化差异,建立符合东方人眼数据的晶体光学模型,并实现相应的数字化加工工艺,具有十分重要的价值与意义。3D打印技术可根据晶状体的三维数字模型进行个性化加工制造,不仅可以解决复明问题,也可以提升人眼成像质量。通过眼科测量仪器获取人眼多项光学参数后,应用光学设计软件Zemax逆向求取眼内晶体未知参数,构建人眼晶体光学数字化模型,研究三维实体晶体模型的3D打印技术并评估其效果。研究了人眼内部关键模型:包括角膜和晶状体前后表面双二次曲面面型的光学模型。以导师课题组前期得到并公开发表的我国东方人眼模型为基础数据,以其固有像差为参考值,在保持眼轴长度不变的情况下,依据分层3D打印技术,对晶状体在轴向做切片分层,研究精细分层方式与精度对人眼成像质量的影响,建立连续渐变折射率晶体模型关于分层厚度与折射率分层精度的离散表达模型;当分层厚度小于0.1 mm,折射率分层精度小于0.01时,离散化晶体模型与连续渐变模型的成像质量几乎没有区别。分析目前使用较为广泛的3D打印工艺和与之匹配的3D打印材料,使用SLA光固化成型工艺、光敏树脂为材料打印单一折射率的晶体模型,使用FDM熔融沉积型工艺、PMMA和PLA两种材料打印折射率分层晶体模型,折射率分别为1.49、1.40、1.49。结合人眼内部关键单元模型和选取的用于打印晶体模型的材料与晶体厚度,基于东方人眼光学模型,模拟设计三种晶体模型。所建立的晶体厚1 mm的光敏树脂单一折射率人眼光学模型,像面弥散斑RMS半径为1.474μm;晶体厚4 mm的光敏树脂单一折射率人眼光学模型,像面弥散斑RMS半径为0.698μm;折射率分层晶体,且晶体厚1 mm的人眼光学模型,像面弥散斑RMS半径为1.978μm。利用3D打印机获得三维晶体的样品,FDM打印工艺获得的三维晶体样品台阶效应严重,不符合眼内晶体的光学透光要求,SLA打印工艺获得的晶体样品透光性较好。通过搭建实验检测装置,检测SLA光固化成型工艺打印的两种晶体的应力、焦距与表面面型质量。对光敏树脂制成的1 mm和4 mm厚的三维晶体样品进行应力测量,发现均存在应力,产生双折射现象;通过测量获得1 mm晶体样品空气中的焦距为15.44 mm,与理论相差4.98%,4 mm晶体样品空气中的焦距为12.80 mm,与理论相差5.81%;利用veeco白光干涉仪测量两种晶体样品前后表面面形,面形偏差均约为120 nm,晶状体后表面曲率半径变化不大,但由于在表面后处理过程中,表面需喷敷一层透明膜料,静置使膜料往中间堆积致使前表面曲率半径变小。结果表明,FDM工艺制成的晶体样品台阶效应严重;SLA打印工艺获得的晶体样品存在应力,屈光度在晶体使用范围内,但表面微观形貌较差。