CA2628597A1 - Microtome laser femtoseconde pour decoupe par faisceau laser d'une tranche de matiere, notamment dans une cornee - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un microtome laser femtoseconde pour découpe par un faisceau laser focalisé d'au moins une tranche de matière dans un bloc de matériau, le bloc présentant une surface frontale et la tranche emportant ladite surface frontale, la tranche s'étendant au moins en partie sensiblement dans un plan X, Z perpendiculaire à un axe Y d'épaisseur du bloc, la tranche étant séparée du reste du bloc par une surface de clivage formée par la réunion d'un ensemble de bulles, chaque bulle étant formée dans une zone de focalisation d'au moins une impulsion du faisceau laser convergent d'axe optique L. Selon l'invention, l'axe optique L de la partie convergente (3) du faisceau laser fait un angle compris entre -45~ et +45~ par rapport au plan X, Z. La zone de focalisation de forme ellipsoïde a son plus petit axe dans la direction de l'axe Y.

Description

Microtome laser femtoseconde pour découpe par faisceau laser d'une tranche de matière, notamment dans une cornée L'invention concerne un microtome laser femtoseconde destiné à découper dans un bloc de matière une tranche de matière grâce à un faisceau laser focalisé. La matière peut être une cornée d'un oeil ou toute autre matière dans laquelle il est possible d'obtenir un clivage par réalisation de bulles dans des zones de focalisation du faisceau laser comme par exemple dans certaines matières plastiques. Elle a des applications notamment dans le domaine du micro-usinage de pièces notamment optiques ou dans le domaine du traitement des défauts visuels de l'oeil. Dans cette dernière application, elle permet notamment la création d'une cavité dans l'oeil compatible avec une chirurgie intra-stromale, la chirurgie cornéenne, la correction de la myopie, de l'hypermétropie ou de l'astigmatisme.
Une grande partie de la population mondiale souffre de défauts visuels. La plupart de ces défauts proviennent d'une déformation de l'oeil qui n'est plus parfaitement sphérique. On utilise actuellement des lunettes ou des lentilles de contact pour corriger ces défauts. Depuis quelques années il est possible de corriger certains de ces défauts de vision en sculptant directement la cornée à l'aide d'un laser. Cette technique nécessite tout d'abord d'ouvrir un capot à la surface de la cornée afin de permettre ensuite l'action d'un laser ultraviolet qui permet de corriger la forme de la cornée.
Enfin, on envisage même à terme de corriger directement la myopie sans ouvrir de capot.
Plusieurs méthodes existent pour réaliser l'ouverture de ce capot. La première utilise un microtome mécanique avec une lame de découpe d'une fine tranche de cornée. Dans cette méthode le microtome est appelé microkératome métallique. Elle permet d'avoir un état de surface régulier que le laser ultraviolet pourra travailler. Le microkératome

2 métallique a toutefois l'inconvénient de nécessiter un contact matériel avec la cornée et donc une possibilité d'infection. De plus il reste une proportion non négligeable de découpes ratées à cause des variations des paramètres dimensionnels de la cornée d'un patient à l'autre.
La seconde, appelée microkératome femto-LASER, utilise un laser femtoseconde dans l'axe de l'oeil pour découpe d'une tranche de cornée mais l'état de surface obtenu n'est pas satisfaisant car la zone de clivage obtenue par formations de bulles au sein de la cornée est relativement épaisse et irrégulière et on obtient une déchirure en timbre-poste à l'interface entre le capot et la cornée. Toutefois, le laser femtoseconde présente l'avantage de n'introduire aucun risque d'infection car il n'y a normalement pas de contact matériel avec la cornée lors de la découpe laser. En pratique, jusqu'à présent, on préfère utiliser le microkératome métallique pour obtenir des résultats satisfaisants.
Ainsi la méthode appelée LASIK (LAser In Sltu Keratomyleusis) de correction de la myopie qui consiste à
modifier la courbure de la cornée par ablation laser est l'intervention de chirurgie réfractive la plus pratiquée en 2002. Le premier temps d'un LASIK est la découpe d'une tranche de cornée sous forme d'un capot superficiel à l'aide d'une lame de rasoir d'un microkératome métallique. Ce capot qui doit présenter une épaisseur d'environ 150 pm et un diamètre de 7 à 9 mm, reste attaché à la surface par une charnière tissulaire respectée lors de la découpe. Dans un deuxième temps, le capot est récliné le temps de réaliser une ablation de surface à l'aide d'un laser excimère ultraviolet. Ce laser émet un rayonnement ultraviolet à 193 nm fortement absorbé en surface de la cornée qui est alors volatilisée. La courbure cornéenne est ainsi remodelée par amincissement sélectif et interne du stroma cornéen. En fin d'intervention, le capot est simplement repositionné.

3 Le microkératome femto-LASER utilise un faisceau laser femtoseconde qui est focalisé avec un foyer à environ 150 pm sous la surface de la cornée et possède un axe optique sensiblement parallèle à celui de l'oeil et correspond donc à
une application frontale à la cornée de l'oeil du faisceau laser.
La grande intensité produite au foyer produit une bulle de matière vaporisée qui provoque une disruption locale de la cornée. En déplaçant le foyer latéralement on peut ainsi créer un tapis de bulles jointives formant une zone de clivage au sein de la cornée. La découpe du capot par laser est obtenue en effectuant une découpe sagittale depuis le plan de bulle jusqu'à la surface. Bien que cette méthode fonctionne, elle présente l'inconvénient de provoquer une zone de clivage nettement moins bien défini qu'avec un microkératome métallique et laisse une rugosité de surface qui est préjudiciable à la cicatrisation. La cause en est due à une localisation et forme imparfaite des bulles qui provient de la répartition spatiale anisotrope du dépôt d'énergie d'un faisceau laser autour de son foyer de focalisation.
En effet, par nature un faisceau laser se focalise avec une loi de déposition de l'énergie qui est largement anisotrope. On peut par exemple estimer au foyer la forme du volume formé des points dont l'éclairement est supérieur à la moitié de l'éclairement maximum dans le cas d'un faisceau incident circulaire gaussien et d'un moyen de focalisation à
fonction de transfert isotrope. La dimension transversale de ce volume est en relation avec le waist wo (rayon à 1/e2) et est de l'ordre de 1,18 wo pour les points à mi-hauteur du maximum d'éclairement. La dimension longitudinale de ce volume, c'est à dire dans la direction du faisceau focalisé, est donnée par la longueur de Rayleigh : zr =nw2o/a, avec a, =
a,o/n. On constate alors que ce volume est un ellipsoïde qui est de révolution dans le cas d'un faisceau incident symétrique et un moyen de focalisation isotrope. Le rapport entre le petit et le grand axe est: zr/do =nwo/1,18a, . On voit

4 donc que si wo est très supérieur à a,, l'ellipsoïde sera très allongé longitudinalement. Par exemple pour un milieu d'indice n=1,3 et wo=5 pm on obtient un rapport de l'ordre de 18. II est donc très difficile d'obtenir une bonne résolution longitudinale, c'est-à-dire dans la direction de l'axe optique du faisceau incident et la zone de clivage est donc très haute et très irrégulière.
La solution pour obtenir des bulles de petite dimension longitudinale est d'utiliser des optiques très ouvertes qui compliquent et renchérissent le système et ne permettent pas des champs compatibles avec l'application en LASIK.
La présente invention au lieu d'essayer de corriger ce défaut lié à l'existence d'un dépôt d'énergie selon une répartition iso-énergétique (=iso-lumineuse) anisotrope en ellipsoïde l'utilise au contraire pour faciliter et améliorer la qualité de la découpe. En effet, si on éclaire avec le laser l'oeil par le coté, c'est-à-dire latéralement et non plus selon l'axe optique de l'oeil comme précédemment, la hauteur de la zone de clivage est donnée par le petit axe de l'ellipsoïde soit quelques microns alors que la profondeur de champ, dans la direction longitudinale correspondant au plan général de découpe, c'est-à-dire le grand axe de l'ellipsoïde, facilite la réalisation de la zone de clivage. Ainsi pour des ouvertures optiques de l'ordre de 0,3 à 0,8, la hauteur de la zone de clivage qui correspond au petit axe, de direction transversale, peut être inférieure au micron.
L'invention tire donc profit de la forme ellipsoïde de la zone de focalisation qui correspond sensiblement à la forme de la bulle crée par une impulsion laser pour d'une part avoir le plus petit axe de l'ellipsoïde qui détermine la hauteur de la zone de clivage (d'où une bonne précision) et le plus grand axe de l'ellipsoïde qui est dans le plan général de la zone de clivage (d'où une plus grande rapidité de clivage, les bulles s'étendant largement dans ledit plan de la zone de clivage).

Ainsi, dans le microtome de l'invention, l'axe optique du faisceau laser convergeant vers la zone de focalisation est disposé sensiblement latéralement par rapport à la tranche de matière à réaliser contrairement aux dispositifs traditionnels dont l'axe optique du faisceau laser arrive perpendiculairement à la tranche de matière. Le terme tranche désigne un élément étendu plan ou non et d'épaisseur relativement faible uniforme ou non selon les cas.
Ainsi l'invention concerne un microtome laser femtoseconde pour découpe par un faisceau laser focalisé
d'au moins une tranche de matière dans un bloc de matériau, le bloc présentant une surface frontale et la tranche emportant ladite surface frontale, la tranche s'étendant au moins en partie sensiblement dans un plan X, Z
perpendiculaire à un axe Y d'épaisseur du bloc, la tranche étant séparée du reste du bloc par une surface de clivage formée par la réunion d'un ensemble de bulles, chaque bulle étant formée dans une zone de focalisation d'au moins une impulsion du faisceau laser convergent d'axe optique L.
Selon l'invention, l'axe optique L de la partie convergente du faisceau laser fait un angle compris entre -45 et +45 par rapport au plan X, Z.
Dans divers modes de mise en oeuvre de l'invention, les moyens suivants pouvant être combinés selon toutes les possibilités techniquement possibles, sont employés :
- l'axe optique L du faisceau fait un angle compris entre -10 et +100 par rapport au plan X, Z et, de préférence, l'axe optique L du faisceau est sensiblement dans le plan X, Z, - le faisceau laser focalisé est obtenu par focalisation d'un faisceau laser incident de section transversale d'éclairement définie par un moyen de focalisation, - la section transversale d'éclairement est choisie parmi les formes circulaires ou elliptiques, - la section transversale d'éclairement est circulaire, - la section transversale d'éclairement est non circulaire, - le moyen de focalisation comporte au moins une lentille, - le moyen de focalisation est une lentille, - le moyen de focalisation est un ensemble de lentilles, - la fonction de transfert optique du moyen de focalisation est isotrope ou anisotrope, - le moyen de focalisation comporte un système de correction du front d'onde adressable dynamiquement, - le système de correction comporte un moyen choisi parmi un miroir déformable, une mosaïque de micro-miroirs ou une valve optique à cristaux liquides, - la zone de focalisation présente une répartition iso-énergétique de formation de bulle selon un ellipsoïde, la plus petite dimension dudit ellipsoïde étant dans une direction sensiblement parallèle à l'axe Y, - le rapport entre le plus grand axe et le plus petit axe de l'ellipsoïde est supérieur à 2 et, de préférence supérieur à 10, - le bloc de matériau est une cornée d'un oeil, l'axe Y
correspondant sensiblement à l'axe optique de l'oeil, - une pièce d'adaptation dans une matière d'indice optique sensiblement égal à celui de la cornée est disposée sur et épouse au moins la surface frontale de la cornée, ladite pièce ayant une face d'entrée pour le faisceau convergent afin que ledit faisceau convergent traverse des éléments ayant sensiblement le même indice optique, - la face d'entrée de la pièce d'adaptation est plane et est telle que l'axe L du faisceau convergent est sensiblement perpendiculaire à ladite face d'entrée, - la pièce d'adaptation comprime et déforme au moins la cornée, - l'espace entre la face d'entrée de la pièce d'adaptation et le moyen de focalisation est, totalement ou en partie, rempli par un fluide d'indice sensiblement égal à celui de la pièce d'adaptation ou du moyen de focalisation, - la zone de focalisation est déplaçable selon au moins les deux axes X, Z par des actionneurs sous contrôle informatique, - la zone de focalisation est déplaçable selon les trois axes X, Y, Z par des actionneurs sous contrôle informatique, - le microtome comporte en outre des moyens de localisation à priori selon au moins un axe, de la position possible de la bulle par détection d'un point de focalisation d'un faisceau lumineux ne produisant pas de bulle, - le microtome comporte en outre des moyens de localisation a posteriori selon au moins un axe, de la position de la bulle par détection de la lumière du plasma de bulle.
L'invention permet donc dans l'application à la chirurgie cornéenne la réalisation de micro-cavités d'épaisseur (hauteur) très faible dans l'oeil et donc la réalisation d'une zone de clivage d'épaisseur très faible et donc précise, en utilisant un faisceau laser focalisé dont l'axe optique est très éloigné de l'axe optique de l'oeil, l'angle entre les deux axes étant supérieur à 45 . On peut ainsi réaliser des capots pour le traitement LASIK grâce à une découpe avec un faisceau laser focalisé latéralement à la cornée.
La qualité et la précision de la découpe permettent de se rapprocher de la surface antérieure de la cornée et de produire des capots dont l'épaisseur peut être inférieure à
100Nm.
L'invention donne également la possibilité de faire des corrections de la myopie sans incision dans l'oeil par réalisation de macro-cavités par addition de bulles dans la cornée. Ce type de traitement est encore appelé correction intra-stromale de la myopie. En effet, le laser femtoseconde a été proposé pour un LASIK intra-stromal afin de découper à
l'intérieur de la cornée une cavité dont l'effondrement provoque la variation de la courbure de l'oeil mais le manque de précision des moyens traditionnels frontaux à axe optique parallèle à l'axe optique de l'oeil ne permet pas d'obtenir une correction précise.
On peut également réaliser des découpes de cornée pour l'insertion d'implants dans la cornée. On peut aussi se contenter de découpes localisées afin de corriger des aberrations optiques résiduelles.
L'invention permet également le micro-usinage de matériaux transparents, notamment pour réalisation de composants optiques ou appliqués à la micro-fluidique ou micro-mécanique.
L'invention concerne enfin une pièce d'adaptation pour le microtome selon l'une ou plusieurs des caractéristiques précédentes et qui est réalisée dans une matière plastique d'indice optique sensiblement égal à celui de la cornée et à
usage unique. La pièce d'adaptation peut comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques précédemment listées la concernant.
La présente invention va maintenant être exemplifiée par la description qui suit, sans en être pour autant limitée, et en relation avec :
la Figure 1 qui représente schématiquement la convergence d'un faisceau laser dans un référentiel X, Y, Z, la Figure 2 qui représente schématiquement en coupe une vue latérale du processus de découpe d'un capot de matière sur la cornée d'un oeil, la Figure 3 qui représente schématiquement en vue frontale le processus de découpe d'un capot de matière sur la cornée d'un oeil, la Figure 4 qui représente schématiquement en coupe une vue latérale d'une variante du processus de découpe d'un capot de matière sur la cornée d'un oeil, la Figure 5 qui représente schématiquement la mise en oeuvre de l'invention avec moyens permettant le rétrocontrôle à
posteriori de la position de la bulle créé.

L'essentiel des exemples de mise en oeuvre de l'invention donnés à la suite concerne l'application au traitement de défauts visuels d'un oeil avec réalisation d'un capot résultant d'une zone de clivage dans la cornée d'un oeil. Plus généralement, cette zone de clivage peut être plus ou moins haute selon l'application, notamment de grande hauteur par empilement de bulles dans le cas de réalisation d'une macro-cavité et notamment de faible hauteur par réalisation d'une seule couche de bulles dans le cas d'une découpe d'un capot comme dans les exemples qui suivent. En alternative de la réalisation d'une macro-cavité, il est possible de découper un noyau (deux couches de bulles séparées par le noyau de matière de cornée) que l'on expulsera ensuite de l'oeil par une incision. La forme du noyau peut être lenticulaire (lentille biconvexe) dans le cas de la correction de la myopie ou lentille biconcave dans le cas de la correction de l'hypermétropie de révolution ou non (si astigmatisme à
corriger). De même, du fait que les exemples concernent un globe oculaire sensiblement hémisphérique, la forme générale de la zone de clivage est en rapport avec la forme générale de la cornée notamment parce que dans le cas de la découpe d'un capot qui est circulaire, ce dernier présente une épaisseur sensiblement constante. Cependant et plus généralement, par exemple dans le cas d'un micro-usinage d'un autre type d'objet, la forme de la zone de clivage ne sera pas forcement hémisphérique mais pourra être plane ou avoir d'autres types de formes et dans le cas de réalisation d'une tranche (détachable ou non de l'objet) son épaisseur pourra être constante ou non.
On a vu en introduction que déjà avec un faisceau gaussien incident, la zone de focalisation est ellipsoïde. On peut encore accentuer l'excentricité de l'ellipsoïde ou créer d'autres formes de zones de focalisation et donc de bulles en utilisant d'autres formes d'éclairement de faisceau laser incident. Ainsi, on peut utiliser un faisceau laser dont la géométrie transverse n'est pas circulaire. Par exemple, en utilisant un faisceau laser incident elliptique sur le moyen de focalisation on obtient une tache focale dont la dimension est encore très petite dans la direction de l'axe optique de l'oeil (axe Y) et grande dans les autres directions. On peut donc créer de cette façon des bulles dont les dimensions sont petites, de quelques microns, dans une direction parallèle à
l'axe optique de l'oeil (selon Y) et grande dans les deux autres directions (selon X et Z). On réduit ainsi notablement le temps nécessaire à la découpe d'un capot en forme de disque. On comprend qu'outre la forme d'éclairement du faisceau incident arrivant sur le moyen de focalisation, une fonction de transfert spatial particulière dudit moyen de focalisation puisse à elle seule ou en combinaison avec la forme d'éclairement du faisceau incident permettre également d'obtenir un étalement de la zone de focalisation dans un plan correspondant au plan général de la zone de clivage et un resserrement dans un plan perpendiculaire au plan de clivage.
Arrivant par la partie gauche de la Figure 1, un faisceau laser incident 1 schématisé comme sensiblement elliptique traverse un moyen de focalisation 2, par exemple dioptre ou lentille à fonction de transfert spatiale isotrope, permettant sa focalisation vers une zone de focalisation correspondant au foyer 4 de l'élément optique. Entre l'élément optique 2 et le foyer 4 le faisceau laser est convergent 3 et d'axe optique L.
Dans la zone de focalisation, la courbe de répartition d'iso-éclairement (ou iso-énergie) pour un niveau d'éclairement donné, correspondant par exemple au niveau d'éclairement seuil permettant la création d'une bulle (par exemple seuil de claquage du matériau), a une forme sensiblement ellipsoïde dont le plus grand axe est sensiblement dans un plan Z, X et le plus petit axe sensiblement parallèle à l'axe Y d'un référentiel tridimensionnel X, Y, Z. On note également que l'axe optique L du faisceau laser convergent 3 est également sensiblement dans le plan Z, X sur la Figure 1.
On comprend qu'une impulsion laser dans le matériau va former une bulle dont la forme va être voisine d'un ellipsoïde dont le grand axe sera dans le plan Z, X. On comprend également que dans le cas de la réalisation d'un capot sur une cornée la tranche de matière formant le capot est sensiblement dans un plan parallèle au plan Z, X et que la zone de clivage a une hauteur le long de l'axe Y la plus réduite possible. Ainsi, non seulement la précision de la découpe est obtenue par la faible hauteur de la bulle correspondant au petit axe de l'ellipsoïde mais l'efficacité de la découpe est augmentée par la longueur importante de la bulle correspondant au grand axe de l'ellipsoïde dans le plan de clivage.
Ainsi et comme appliqué à la cornée 6 d'un oeil 5 et représenté sur la Figure 2, l'axe Y est sensiblement parallèle à l'axe optique de l'oeil et le plan Z, X est sensiblement parallèle à au moins une partie de la zone de clivage et du capot afin que la zone de clivage soit la moins haute possible (correspondant au petit axe de l'ellipsoïde).
Sur la Figure 2, pour simplifier, on n'a pas tenu compte des effets de réfraction du fait qu'une partie du faisceau laser convergent 3 traverse une partie de la cornée 6 avant d'atteindre la zone de foyer 4. Toutefois, si l'on veut limiter ou éviter ces effets, on peut mettre en oeuvre deux solutions, la première consistant à incliner l'axe optique L par rapport au plan Z, X et la seconde par mise en oeuvre d'une pièce d'adaptation optique 8 comme cela sera expliqué en relation avec la Figure 4.
Pour obtenir une zone de clivage étendue, on déplace la zone de focalisation progressivement pour réaliser un ensemble matriciel à deux dimensions lignes x colonnes de bulles (dans le cas où l'on voudrait obtenir un capot pour l'application LASIK) ou à trois dimensions si l'on veut réaliser une macro-cavité (application au traitement in-situ de la myopie par exemple).
Le déplacement/trajectoire de la zone de focalisation pour réaliser cet ensemble matriciel de bulles se fait de préférence en commençant par la réalisation de bulles dans la portion la plus éloignée de la source laser et en s'en rapprochant progressivement afin que de préférence le faisceau convergent traverse une portion de cornée non encore clivée. Ainsi on peut réaliser les bulles en commençant avec un balayage le long de l'axe X pour une position sur Z donnée mais de distance éloignée de la source, puis réduire la distance sur Z d'un pas et faire un nouveau balayage selon X le long de l'axe X, et recommencer itérativement en réduisant progressivement la distance sur Z
comme représenté schématiquement sur la Figure 3. Dans le cas où une macro-cavité est réalisée, on fera plusieurs balayages à des positions différentes selon Y avant de décrémenter la distance selon Z. D'autres possibilités de balayage sont possibles mais elles conduisent à ce qu'une partie du faisceau convergent traverse une partie de la cornée comportant déjà des bulles comme par exemple balayage selon Z en commençant à chaque fois à une distance éloignée de la source et déplacement incrémental sur X.
On comprend que dans le cas d'une cornée 6 qui est un corps courbé, les points seront réalisés sur une surface fonction des besoins et par exemple pour réalisation d'un capot d'épaisseur sensiblement constante d'environ 150Nm la zone de clivage 7 doit sensiblement suivre la forme de la surface externe de la cornée au moins dans sa partie centrale. La zone de focalisation est donc alors située à
environ 150Nm sous la surface de la cornée. La position en Z
est fixée par la position de la lentille. Le capot qui est circulaire peut avoir un diamètre de 9 mm par exemple. Dans le cas d'un capot qui doit être rabattu, on finit la découpe par un mouvement circulaire accompagné d'un déplacement selon l'axe Y pour découper les bords du capot.
Plus généralement, pour découper un capot on peut donner à la zone de focalisation une trajectoire qui suit la courbure de la cornée qui peut, dans une variante, être éventuellement aplatie à l'aide d'une pièce d'adaptation 8 dont l'indice optique est proche ou égal à celui de la cornée comme on le verra en relation avec la Figure 4.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, la position du foyer est modifiée à l'aide d'un dispositif permettant sous contrôle électronique et informatique de déplacer la lentille, plus généralement le moyen de focalisation ou tout autre moyen optique placé sur le chemin du faisceau et pouvant agir sur la position du foyer, au moins selon l'axe Z et, de préférence selon tous les axes afin de pouvoir déplacer la zone de focalisation dans tout l'espace X, Y, Z. Un système de rétrocontrôle automatique à priori de la position de la zone de focalisation peut également être mis en oeuvre, soit qu'un éclairage supplémentaire soit mis en oeuvre dans le chemin du faisceau du laser soit que la puissance du laser puisse être réduite à un niveau inférieur à la création de bulles et qu'un appareil de mesure optique sur l'oeil détecte la position de la zone de focalisation (foyer) ainsi éclairée par l'éclairage supplémentaire ou le laser sous faible puissance et permette la comparaison d'avec une position attendue et la génération d'un éventuel signal de correction vers le dispositif déplaçant la position du foyer. L'éclairage supplémentaire peut être une DEL ou un autre laser mais de puissance ne permettant pas la création de bulles. Une fois la position de la zone de focalisation correcte, le laser femtoseconde est activé pour une ou plusieurs impulsions lumineuses créant la bulle.
Indépendamment d'un système de rétrocontrôle automatique, l'utilisation d'un éclairage supplémentaire peut permettre à
l'opérateur de voir où la zone de focalisation se trouve. On doit tenir compte de l'éventuelle différence entre les longueurs d'ondes du laser et de l'éclairage supplémentaire et s'assurer que les optiques mises en oeuvres permettent une même coïncidence de foyer pour les deux longueurs d'ondes ou que des moyens informatiques en tiennent compte.
Le rétrocontrôle peut également se faire à posteriori par détection de la position du plasma créé lors de la création d'une bulle selon au moins l'axe Z et, de préférence selon les trois axes comme représenté sur la Figure 5 qui sera explicitée ultérieurement.
Sur la Figure 4 on a représenté une variante de l'invention mettant en oeuvre une pièce 8 d'adaptation optique qui est dans une matière d'indice optique sensiblement égal à
celui de la cornée, c'est-à-dire un indice d'environ 1,33. Cette pièce 8 est par exemple en matière plastique éventuellement à usage unique car au contact de l'oeil 5. Cette pièce 8 est disposée sur la partie antérieure de l'oeil et épouse au moins la surface frontale de la cornée. La pièce a une face d'entrée plane latérale pour le faisceau convergent 3 telle que l'axe L
dudit faisceau convergent lui est sensiblement perpendiculaire. Ainsi, le faisceau convergent traverse des éléments, pièce et cornée, ayant sensiblement le même indice optique ce qui évite ou limite les effets de réfraction.
La pièce 8 est de préférence solidaire de l'équipement comportant le moyen de focalisation 2 qui a un indice optique d'environ 1,55 afin de pouvoir conserver des relations dimensionnelles et structurales stables entre tous les éléments optiques. Le moyen de focalisation est ici représenté à distance de la face d'entrée de la pièce 8 d'adaptation, entre les deux on laisse un espace d'air ou, dans une variante, un espace rempli d'un gel ou d'un liquide d'adaptation optique. Dans une variante non représentée, la pièce 8 d'adaptation comporte le moyen de focalisation, la face d'entrée de ladite pièce 8 étant conformée pour focaliser le faisceau laser.

Dans certains cas on peut utiliser une pièce 8 qui, en plus, comprime et déforme au moins la cornée de l'oeil. Dans une variante, la face d'entrée de la pièce d'adaptation qui est plane peut être inclinée par rapport à l'axe optique L du faisceau convergent 3. Dans une variante, la face d'entrée de la pièce d'adaptation n'est pas plane mais présente une courbure afin de modifier la convergence du faisceau convergent 3.
On peut noter que le moyen de focalisation 2 peut comporter plus d'une lentille, notamment pour améliorer les caractéristiques du point focal et garantir une faible extension selon l'axe Y dans l'ensemble du plan XZ.
Des moyens externes de modification du front d'onde peuvent être introduits sur le chemin du faisceau 11 afin de corriger les aberrations géométriques du moyen de focalisation 2. Ces moyens de modification du front d'onde peuvent être en particulier un miroir déformable, une mosaïque de micro-miroirs ou une valve optique à cristaux liquides. Ces moyens de modification du front d'onde sont alors activés dynamiquement en relation avec la position du point focal dans le champ de la lentille par un moyen informatique en fonction d'informations préalablement stockées sur les aberrations géométriques dudit moyen de focalisation 2.
Les moyens supplémentaires représentés sur la Figure

5 permettent un repérage à posteriori de la position de la bulle qui vient d'être créée par détection des ondes lumineuses du plasma correspondant. Une pièce d'adaptation 8 est disposée sur la cornée et le faisceau laser 11 arrive latéralement passant à travers une lame 10, le moyen de focalisation 2, un espace 9 éventuellement rempli d'un fluide (gel notamment) d'adaptation optique et la face d'entrée latérale de la pièce 8. Le moyen de focalisation 2 est maintenu dans une position relative stable par rapport à la pièce 8 d'adaptation par des entretoises et/ou par un encapsulage permettant également de confiner le fluide dans l'espace 9. Les ondes lumineuses du plasma sont d'une part détectées vers l'avant par un faisceau 17 focalisé en 15 vers un premier détecteur 16 de préférence matriciel sur deux dimensions et au minimum 2x2. Les ondes lumineuses du plasma sont également détectées par un second détecteur 14 de préférence également matriciel sur deux dimensions et au minimum 2x2, le faisceau correspondant 12 ayant été renvoyé
par la lame 10 et focalisé 13 sur le deuxième détecteur 14.
Un ou les deux détecteurs peuvent être mis en oeuvre. Le premier détecteur 16 pouvant être suffisant à lui seul pour détection de position de bulle dans les trois dimensions, le capteur matriciel donnant deux dimensions et un moyen de réglage de mise au point de l'image focalisée sur le détecteur donnant la profondeur. Pour le second détecteur 14, selon le même principe on peut obtenir la position de la bulle dans les trois dimensions mais les axes donnés par le capteur matriciel seront différents par rapport au premier cas du fait que l'observation est latérale et non plus frontale.
On comprend que ces exemples sont purement indicatifs et que l'invention peut être déclinée de diverses autres manières évidentes, sans pour cela que le technicien ait à faire oeuvre d'inventivité et sans sortir du cadre général de l'invention telle que délimitée par les revendications.

Claims (14)

REVENDICATIONS MODIFIEES

1. Microtome laser femtoseconde pour découpe par un faisceau laser focalisé par un moyen de focalisation (2) d'au moins une tranche de matière dans un bloc de matériau, le bloc présentant une surface frontale et la tranche emportant ladite surface frontale, la tranche s'étendant au moins en partie sensiblement dans un plan X, Z perpendiculaire à un axe Y d'épaisseur du bloc, la tranche étant séparée du reste du bloc par une surface de clivage formée par la réunion d'un ensemble de bulles, chaque bulle étant formée dans une zone de focalisation d'au moins une impulsion du faisceau laser convergent d'axe optique L, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour que l'axe optique L de la partie convergente (3) du faisceau laser arrive sensiblement latéralement par rapport au bloc en faisant un angle compris entre -45° et +45° par rapport au plan X, Z.

2_ Microtome selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens permettent que l'axe optique L du faisceau fasse un angle compris entre -10° et +10° par rapport au plan X, Z et, de préférence, pour que l'axe optique L du faisceau soit sensiblement dans le plan X, Z.

3 . Microtome selon la revendication 1 ou 2, caractérisé
en ce que le moyen de focalisation (2) comporte au moins une lentille.

4. Microtome selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour que la zone de focalisation présente une répartition iso-énergétique de formation de bulle selon un ellipsoïde, la plus petite dimension dudit ellipsoïde étant dans une direction sensiblement parallèle à l'axe Y.

5. Microtome selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour que le rapport entre le plus grand axe et le plus petit axe de l'ellipsoïde soit supérieur à 2 et, de préférence supérieur à 10.

6. Microtome selon la revendication 4 ou 5 caractérisé
en ce que le moyen de focalisation est à fonction de transfert spatiale isotrope et la répartition iso-énergétique est obtenue par des moyens du microtome produisant un faisceau laser incident à section transversale d'éclairement définie qui est focalisé par le moyen de focalisation.

7. Microtome selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de focalisation comporte un système de correction du front d'onde adressable dynamiquement.

8. Microtome selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de localisation à posteriori selon au moins un axe de la position de la bulle par détection de la lumière du plasma de bulle.

9. Microtome selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc de matériau est une cornée (6) d'un oeil (5), l'axe Y correspondant sensiblement à l'axe optique de l'oeil.

10. Microtome selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une pièce d'adaptation (8) dans une matière d'indice optique sensiblement égal à celui de la cornée est disposée sur et épouse au moins la surface frontale de la cornée, ladite pièce ayant une face d'entrée pour le faisceau convergent afin que ledit faisceau convergent traverse des éléments ayant sensiblement le même indice optique, la face d'entrée étant latérale.

11. Microtome selon la revendication 10, caractérisé en ce que la face d'entrée de la pièce d'adaptation (8) est plane et est telle que l'axe L du faisceau convergent est sensiblement perpendiculaire à ladite face d'entrée.

12. Microtome selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la pièce d'adaptation (8) comprime et déforme au moins la cornée.

13. Microtome selon l'une quelconque des revendications 10 à 12 caractérisé en ce que l'espace entre la face d'entrée de la pièce d'adaptation (8) et le moyen de focalisation (2) est, totalement ou en partie, rempli par un fluide d'indice sensiblement égal à celui de la pièce d'adaptation (8) ou du moyen de focalisation (2).

14. Pièce d'adaptation (8) pour microtome, caractérisée en ce qu'elle est spécialement adaptée pour une mise en oeuvre dans le microtome de l'une quelconque des revendications 9 à 13 et qu'elle est réalisée dans une matière plastique d'indice optique sensiblement égal à celui de la cornée, qu'elle est à usage unique, et qu'elle est destinée à
être disposée sur et épouser au moins la surface frontale de la cornée, qu'elle a une face d'entrée pour une partie convergente d'un faisceau laser, ladite face d'entrée étant latérale.