Работая в Лысьве, С. Фёдоров написал «глазную» диссертацию и в 1958 г. защитил её в своей альма-матер. Став кандидатом наук, Фёдоров возглавил клиническое отделение Чебоксарского филиала института глазных болезней имени Гельмгольца. Там в 1960 г. он и провёл свою первую имплантацию искусственного хрусталика 12‐летней Лене Петровой, у которой была врождённая катаракта. Но прежде чем вживлять хрусталик человеку, Фёдоров основательно потренировался на кроликах.
Прямо на кухне Фёдорова хрусталики из пластмассы делал рабочий высочайшей квалификации Семён Мильман. У кроликов хрусталики приживались хорошо, но всех волновало, приживётся ли инородное тело в глазу человека. Сама операция по вживлению хрусталика прошла успешно. Такого яркого света, таких красок, предметов с такими чёткими очертаниями, как после операции, девочка никогда прежде не видела. За своей первой пациенткой Фёдоров наблюдал день и ночь несколько месяцев. Хрусталик прижился хорошо, никаких осложнений и побочных явлений не было. Тогда многие не понимали, зачем нужна операция – миллионы людей всю жизнь ходят в очках. Но очки с диоптриями больше 10 уродуют лицо человека, все предметы увеличиваются вдвое. Фёдорова жёстко критиковали, операцию признали медицинским хулиганством, а его самого уволили. После обращения к известному журналисту Анатолию Аграновскому и его статьи в «Известиях» Фёдорова на работе восстановили, но он уже уехал в Архангельск и в столицу Чувашии больше не возвращался.