当光线从一种介质进入另一种不同屈光指数的介质时,将在交界面产生偏折现象。
眼的屈光系统从前往后由角膜、房水、晶状体和玻璃体组成。光线在交界面的偏折程度,用屈光力(refractive power)来表述,其大小取决于两种介质的屈光指数和交界面的曲率半径,可用焦距(f)加以表达,即平行光线经过透镜后聚焦为一点(焦点,F′),该点与透镜中心的距离称为焦距。在眼球光学中,屈光力的单位是屈光度(diopter; D),屈光度为焦距(以米为单位)的倒数,即D=1/f。例如一透镜的焦距为0.5米,则该透镜的屈光力为:1/0.5=2.00D。
在眼视光学中,为了便于分析眼的成像和计算,通常将复杂的眼屈光系统转化为古尔斯特兰德模型眼(schematic eye of Gullstrand),就是将眼球的光学系统视作一个由三块透镜(房水透镜、晶状体透镜和玻璃体透镜)组成的系统。在这一系统中,将角膜当作塑造房水透镜前表面曲率的成分,其本身没有屈光力;晶状体透镜中的屈光指数在整个厚度中均有所不同;而玻璃体透镜则在成像放大中起主要作用。可进一步将古尔斯特兰德模型眼转换成简化式(见图),即假定整个眼球中只有角膜一个屈光表面,主平面(H)位于其顶点,单一的结点(n)位于角膜的曲率中心。眼球轴长为22.5毫米,眼的屈光指数(n′)为1.33,总屈光力(非调节状态下)为60D。