DE10349296B4

DE10349296B4 - Adapter for laser processing, laser processing device and use of an adapter

Info

Publication number: DE10349296B4
Application number: DE10349296.8A
Authority: DE
Inventors: Dr. Bischoff Mark; Elke Ebert; Karsten Festag; Carsten Lang; Dr. Sticker Markus
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2016-06-23
Anticipated expiration: 2023-10-24
Also published as: DE10349296A1

Abstract

Adapter zum Koppeln einer Laserbearbeitungsvorrichtung (1) mit einem zu bearbeitenden Objekt (2), wobei der Adapter (12) – eine Eingangsseite (21) aufweist, die über einen Verschlussmechanismus (H) gegenüber der Laserbearbeitungsvorrichtung (1) fixierbar ist, – zur Ausrichtung des Objektes (2) gegenüber der Laserbearbeitungsvorrichtung (1) am Objekt (2) befestigbar ist, – einen von der Laserbearbeitungsvorrichtung (1) über einen gewissen Bereich gescannt an der Eingangsseite (21) zugeführten Laserstrahl (4) über einen innerhalb des Adapters liegenden Strahlengang zum Objekt (2) leitet und – eine Referenzstruktur (24) für die Ausrichtung des Adapters (12) aufweist, die im Strahlengang des Adapters (12) liegt und mittels der über den Bereich gescannten Laserstrahlung (4) optisch lage-detektierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzstruktur (24) auf einer der Eingangsseite gegenüberliegenden Unterseite (22) des Adapters (12) ausgebildet ist.An adapter for coupling a laser processing device (1) to an object to be processed (2), the adapter (12) having an input side (21) fixable to the laser processing device (1) via a shutter mechanism (H), for alignment of the object (2) relative to the laser processing device (1) can be fastened to the object (2), - a laser beam (4) supplied by the laser processing device (1) over a certain range at the input side (21) via a beam path located inside the adapter to the object (2) leads and - a reference structure (24) for the alignment of the adapter (12), which lies in the beam path of the adapter (12) and by means of the laser radiation scanned over the area (4) is optically position-detectable in that the reference structure (24) is formed on an underside (22) of the adapter (12) opposite the input side.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Adapter zum Koppeln einer Laserbearbeitungsvorrichtung mit einem zu bearbeitenden Objekt, wobei der Adapter eine Eingangsseite aufweist, die über einen Verschlußmechanismus gegenüber der Laserbearbeitungsvorrichtung fixierbar ist, zur Ausrichtung des Objektes gegenüber der Laserbearbeitungsvorrichtung am Objekt befestigbar ist, einen von der Laserbearbeitungsvorrichtung über einen gewissen Bereich gescannt an der Eingangsseite zugeführten Laserstrahl über einen Strahlengang zum Objekt leitet und eine Referenzstruktur für die Ausrichtung des Adapters aufweist. Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung für einen solchen Adapter mit einer Strahlablenkungseinrichtung zum Scannen eines Laserstrahls. The invention relates to an adapter for coupling a laser processing apparatus to an object to be processed, the adapter having an input side, which is fixable via a shutter mechanism relative to the laser processing apparatus, is attachable to the object for aligning the object relative to the laser processing apparatus, one of the laser processing apparatus Scanned laser beam over a certain range on the input side leads via a beam path to the object and has a reference structure for the alignment of the adapter. The invention further relates to a laser processing device for such an adapter with a beam deflection device for scanning a laser beam.

Bei der Materialbearbeitung mittels Laserstrahlung wird meist ein Abrastern der zu bearbeitenden Gebiete des Objektes mit dem Laserstrahl eingesetzt. Die Genauigkeit der Positionierung des Laserstrahls bestimmt dabei in der Regel die bei der Bearbeitung erzielte Präzision. Wird der Laserstrahl in ein Bearbeitungsvolumen fokussiert, bedarf es einer exakten dreidimensionalen Positionierung. Für eine hochgenaue Bearbeitung ist es deshalb in der Regel unerläßlich, das Objekt in exakt definierter Lage zur Laserbearbeitungsvorrichtung zu halten. Für solche Anwendungen dient der eingangs genannte Adapter, da er das zu bearbeitende Objekt fixiert. In the material processing by means of laser radiation usually a scanning of the areas to be processed of the object with the laser beam is used. The accuracy of the positioning of the laser beam usually determines the precision achieved during processing. If the laser beam is focused into a processing volume, exact three-dimensional positioning is required. For highly precise machining, it is therefore generally necessary to hold the object in an exactly defined position relative to the laser processing device. For such applications, the adapter mentioned above serves as it fixes the object to be processed.

Dies ist insbesondere bei der Mikrobearbeitung von Materialien notwendig, die nur eine geringe lineare optische Absorption im Spektralbereich der bearbeitenden Laserstrahlung aufweisen. Bei solchen Materialien werden üblicherweise nicht-lineare Wechselwirkungen zwischen Laserstrahlung und Material eingesetzt, meist in Form eines optischen Durchbruches, der im Fokus des Laserstrahls erzeugt wird. Da die bearbeitende Wirkung nur im Laserstrahlfokus stattfindet, ist es unerläßlich, den Fokuspunkt exakt dreidimensional auszurichten. Zusätzlich zu einer zweidimensionalen Ablenkung des Laserstrahls ist somit eine exakte Tiefenstellung der Fokuslage erforderlich. Der eingangs genannte Adapter erleichtert dies, da er konstante und auch mit einer gewissen Genauigkeit bekannte optische Verhältnisse im Strahlengang zum Objekt sicherstellt. This is particularly necessary in the micromachining of materials that have only a low linear optical absorption in the spectral range of the machining laser radiation. Non-linear interactions between laser radiation and material are usually used in such materials, usually in the form of an optical breakthrough generated in the focus of the laser beam. Since the processing effect takes place only in the laser beam focus, it is essential to align the focal point exactly three-dimensional. In addition to a two-dimensional deflection of the laser beam thus an exact depth position of the focus position is required. The above-mentioned adapter facilitates this because it ensures constant and known with a certain accuracy known optical relationships in the beam path to the object.

Eine typische Anwendung für einen solchen Adapter ist das als LASIK bekannte augenoptische Operationsverfahren, bei dem ein Laserstrahl auf einen Fokuspunkt in der Größenordnung eines Mikrometers in die Hornhaut fokussiert wird. Im Fokus entsteht dann ein Plasma, das eine lokale Trennung des Hornhautgewebes bewirkt. Durch geeignete Aneinanderreihung der auf diese Weise erzeugten lokalen Trennungszonen werden makroskopische Schnitte realisiert und ein bestimmtes Hornhautteilvolumen isoliert. Durch Entnahme des Teilvolumens wird dann eine gewünschte Brechungsänderung der Hornhaut erreicht, so daß eine Fehlsichtigkeitskorrektur möglich ist. A typical application for such an adapter is the ophthalmic surgical procedure known as LASIK, in which a laser beam is focused onto a focal point on the order of a micron in the cornea. The focus is then a plasma, which causes a local separation of the corneal tissue. By appropriate juxtaposition of the local separation zones produced in this way, macroscopic sections are realized and a specific corneal sub-volume is isolated. By removing the partial volume, a desired change in the refractive index of the cornea is then achieved, so that a defective vision correction is possible.

Zur Ausführung des Verfahrens ist die exakte Positionierung des Laserstrahls unerläßlich. Dazu ist aus der US 6.373.571 eine mit Referenzmarken versehene Kontaktlinse bekannt, die einen Adapter der eingangs genannten Art realisiert. Diese Kontaktlinse wird mittels einer separaten Meßvorrichtung einjustiert, wodurch ein relativ aufwendiger Aufbau bedingt ist. For the execution of the method, the exact positioning of the laser beam is essential. This is from the US 6,373,571 a provided with reference marks contact lens, which realizes an adapter of the type mentioned. This contact lens is adjusted by means of a separate measuring device, whereby a relatively complicated structure is conditional.

Ein weiteres Beispiel für einen Adapter der genannten Art ist in der EP 1 159 986 A2 beschrieben. Er weist am Rand einer Halterung Strichmarken auf, die dem Chirurgen eine visuelle Ausrichtung ermöglichen. Die damit erzielte Genauigkeit reicht aber nicht immer aus. Another example of an adapter of the type mentioned is in the EP 1 159 986 A2 described. He has on the edge of a support line markers that allow the surgeon a visual alignment. However, the accuracy achieved is not always sufficient.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Adapter bzw. eine Laserbearbeitungsvorrichtung der eingangs genanten Art derart weiterzubilden, daß eine hochgenaue Laserbearbeitung einfach möglich ist. The invention is therefore the object of developing an adapter or a laser processing device of the type mentioned in such a way that a high-precision laser processing is easily possible.

Diese Aufgabe wird mit einem Adapter gemäß Anspruch 1 gelöst. Der Adapter ist zum Koppeln einer Laserbearbeitungsvorrichtung mit einem zu bearbeitenden Objekt ausgebildet, wobei der Adapter eine Eingangsseite aufweist, die über einen Verschlußmechanismus gegenüber der Laserbearbeitungsvorrichtung fixierbar ist, zur Ausrichtung des Objektes gegenüber der Laserbearbeitungsvorrichtung am Objekt befestigbar ist, einen von der Laserbearbeitungsvorrichtung über einen gewissen Bereich gescannt an der Eingangsseite zugeführten Laserstrahl über einen Strahlengang zum Objekt leitet und eine Referenzstruktur für die Ausrichtung des Adapters aufweist, gelöst, bei dem die Referenzstruktur im Strahlengang des Adapters liegt und mittels der über den Bereich gescannten Laserstrahlung optisch lage-detektierbar ist. This object is achieved with an adapter according to claim 1. The adapter is adapted to couple a laser processing device to an object to be processed, the adapter having an input side fixable to the laser processing device by a shutter mechanism, attachable to the object for alignment of the object with the laser processing device, one beyond the laser processing device Scanned area on the input side supplied laser beam via a beam path to the object passes and has a reference structure for the orientation of the adapter, solved, wherein the reference structure in the beam path of the adapter and is optically position-detectable by means of the scanned laser radiation over the area.

Die Aufgabe wird weiter mit einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 11 für die Verwendung eines Adapters, mit einer Strahlablenkungseinrichtung zum Scannen eines Laserstrahls gelöst, die aufweist eine Detektoreinrichtung zum optischen Detektieren der Referenzstruktur mittels des Laserstrahls und eine die Detektoreinrichtung auslesende Steuereinrichtung, welche die Strahlablenkungseinrichtung ansteuert, die Ist-Lage des Adapters anhand der optisch detektierten Referenzstruktur ermittelt und diese bei einer Ansteuerung der Strahlablenkungseinrichtung berücksichtigt. The object is further achieved with a laser processing apparatus according to claim 11 for the use of an adapter, with a beam deflection device for scanning a laser beam, comprising a detector device for optically detecting the reference structure by means of the laser beam and a control device which reads out the detector device, which controls the beam deflection device Determined actual position of the adapter based on the optically detected reference structure and taken into account in a control of the beam deflection device.

Die Aufgabe wird weiter mit einer Verwendung eines Adapters gemäß Anspruch 14 gelöst. The object is further achieved with a use of an adapter according to claim 14.

Der Adapter dient also dazu, um eingangsseitig eine feste Kopplung mit der Laserbearbeitungsvorrichtung herzustellen. Die zur Laserbearbeitungsvorrichtung orientierte Eingangsseite des Adapters ist deshalb mit geeigneten Mitteln zur festen Verbindung mit dem zum Objekt orientierten Ausgang (z.B. distalen Ende) der Laserbearbeitungsvorrichtung bzw. deren optischen System ausgebildet, so daß eine auf die Laserbearbeitungsvorrichtung bezogen feste Fixierung mittels eines Verschlußmechanismusses möglich ist. Für den Verschlußmechanismus kommt dabei beispielsweise die Ausbildung einer Flanschfläche am Adapter in Frage. The adapter thus serves to produce a fixed coupling to the laser processing device on the input side. The input side of the adapter oriented toward the laser processing apparatus is therefore provided with suitable means for fixed connection to the object-oriented output (e.g., distal end) of the laser processing apparatus or its optical system so that fixed fixation by means of a shutter mechanism to the laser processing apparatus is possible. For example, the formation of a flange surface on the adapter comes into question for the closure mechanism.

Ausgangsseitig sorgt der Adapter dafür, daß das Objekt in bekannter Stellung liegt, vorzugsweise bezüglich mehrerer, besonders bevorzugt bezüglich aller möglichen Freiheitsgrade. Zur Befestigung des Adapters am Objekt sind geeignete Mittel vorgesehen; bei einer augenchirurgischen Anwendung kann eine Unterdruckbefestigungseinrichtung, z.B. ein Saugring, wie er aus der WO 03/002008 A1 oder aus der EP 1 159 986 A2 bekannt ist, zum Einsatz kommen. On the output side, the adapter ensures that the object is in a known position, preferably with respect to several, particularly preferably with respect to all possible degrees of freedom. For attachment of the adapter to the object suitable means are provided; in an ophthalmological application, a vacuum fastening device, for example, a suction ring, as it is known from WO 03/002008 A1 or from the EP 1 159 986 A2 is known to be used.

Die im Strahlengang des Adapters vorgesehene Referenzstruktur erlaubt es der Laserbearbeitungsvorrichtung, die Lage des Adapters und damit des Objektes exakt zu erfassen. The provided in the beam path of the adapter reference structure allows the laser processing device, the position of the adapter and thus of the object to capture exactly.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Adapters erschöpft sich aber nicht darin, eine exakte Ausrichtung bzw. eine hochgenau bekannte Ausrichtung zu vermitteln. Die im Adapter vorgesehene, vom Laserstrahl abtastbare Referenzstruktur ermöglicht es auch, die Funktion der Laserbearbeitungsvorrichtung hinsichtlich der Laserstrahlablenkung auf einfachste Weise zu überprüfen. Dazu wird während des Betriebs der Laserbehandlungsvorrichtung ein Laserstrahl zur Kontrolle über die Referenzstruktur geführt, die Detektion der Referenzstruktur der entsprechenden Ansteuerung der Laserstrahlablenkung zugeordnet und aus der bekannten Lage der Referenzstruktur und der zugeordneten Ansteuerung der Laserstrahlablenkung eine eventuelle Abweichung zwischen Ansteuerung und tatsächlicher Laserstrahlablenkung ermittelt. Diese Differenz kann als Korrektur der Ablenkung des Laserstrahls im nachfolgenden Betrieb berücksichtigt werden. Optional oder zusätzlich kann bei einem einen Grenzwert überschreitenden Korrekturbedarf der Betrieb der Laserbearbeitungsvorrichtung gesperrt werden. However, the function of the adapter according to the invention is not exhausted in conveying an exact alignment or a precisely known orientation. The provided in the adapter, scanned by the laser beam reference structure also makes it possible to check the function of the laser processing device in terms of laser beam deflection in the simplest way. For this purpose, during the operation of the laser treatment device, a laser beam is guided over the reference structure for control, the detection of the reference structure is associated with the corresponding activation of the laser beam deflection and a possible deviation between actuation and actual laser beam deflection is determined from the known position of the reference structure and the associated control of the laser beam deflection. This difference can be taken into account as a correction of the deflection of the laser beam in the subsequent operation. Optionally or additionally, the operation of the laser processing device can be blocked when the correction requirement exceeds a limit value.

Die dabei verwendete Laserstrahlung kann identisch mit der Bearbeitungslaserstrahlung sein; dies muß aber nicht der Fall sein. Vorteilhafterweise wird die Laserbearbeitungsvorrichtung zum Scannen der Laserstrahlung die gleichen Strahlablenkungsmittel, z. B. Scaneinrichtung, einsetzen, die auch für die Bearbeitungslaserstrahlung verwendet werden, da nur dann die eingangs erwähnte Überprüfung der Strahlablenkung möglich ist. Das Gebiet, in dem die Referenzstruktur liegt, stellt also das potentielle Bearbeitungsgebiet dar. The laser radiation used in this case can be identical to the processing laser radiation; this does not have to be the case. Advantageously, the laser processing device for scanning the laser radiation, the same beam deflection means, for. As scanning device, use, which are also used for the processing laser radiation, since only then the aforementioned review of the beam deflection is possible. The area in which the reference structure lies thus represents the potential processing area.

Zweckmäßigerweise wird man bemüht sein, in der Laserbearbeitungsvorrichtung so wenig Laserstrahlquellen wie möglich einzusetzen, da zusätzliche Laserstrahlquellen üblicherweise mit weiteren Kosten verbunden sind. Um mit dem vom Behandlungslaser abgegebenen Laserstrahl die Referenzstruktur zu detektieren, sollte vorteilhafterweise die Spitzenintensität und die mittlere Leistung verringert werden, um einerseits eine Belastung am zu bearbeitenden Objekt, z. B. am Auge eines Patienten zu vermeiden, und um vor allem einen Bearbeitungseffekt am Adapter zu verhindern. Es ist deshalb zweckmäßigerweise in der Laserbearbeitungsvorrichtung eine Einrichtung zur Laserstrahlenergieminderung vorzusehen, die für die optische Detektion der Referenzstruktur die Energie des vom Behandlungslaser abgegebenen Laserstrahls zumindest zeitweise mindert. Für diesen Zweck kann beispielsweise ein Energieminderer in den Strahlengang geschaltet oder im Strahlengang aktiviert werden. Alternativ kann auch die Eigenschaft üblicher gepulster Laser ausgenutzt werden, zwischen den einzelnen Laserpulsen Hintergrundstrahlung mit stark reduzierter Leistung abzugeben. Diese Hintergrundstrahlung kann für die Detektion der Markierungsstrukturen verwendet werden, und ein Energieminderer kann dann entfallen. Expediently, efforts will be made to use as few laser beam sources as possible in the laser processing apparatus, since additional laser beam sources are usually associated with additional costs. In order to detect the reference structure with the laser beam emitted by the treatment laser, advantageously the peak intensity and the average power should be reduced in order, on the one hand, to exert a load on the object to be processed, e.g. B. on the eye of a patient to avoid, and in particular to prevent a processing effect on the adapter. It is therefore expedient to provide a device for reducing the laser beam energy in the laser processing device, which at least temporarily reduces the energy of the laser beam emitted by the treatment laser for the optical detection of the reference structure. For this purpose, for example, an energy reducer can be switched into the beam path or activated in the beam path. Alternatively, the characteristic of conventional pulsed lasers can be exploited to emit background radiation with greatly reduced power between the individual laser pulses. This background radiation can be used for the detection of the marking structures, and a power reducer can then be omitted.

Die Referenzstruktur ist mittels von der Laserbearbeitungsvorrichtung abgegebener, gescannter Laserstrahlung abtastbar; sie befindet sich also innerhalb eines Raumgebietes, in welchem die Laserbearbeitungsvorrichtung den Fokus des Laserstrahls positionieren kann. The reference structure can be scanned by means of scanned laser radiation emitted by the laser processing device; It is therefore within a spatial area in which the laser processing device can position the focus of the laser beam.

Als Referenzstruktur ist jegliche Ausbildung des Adapters geeignet, die es ermöglicht die Lage des Adapters zu erfassen. Zweckmäßigerweise wird man räumliche Zonen gestalten, die sich mindestens hinsichtlich einer optischen Eigenschaft vom restlichen Strahlengang des Adapters unterscheiden. Bei dieser optischen Eigenschaft kann es sich beispielsweise um die Reflexionseigenschaft oder allgemeiner um den Brechungsindex der räumlichen Zone handeln. As a reference structure, any design of the adapter is suitable, which makes it possible to detect the position of the adapter. Appropriately, one will design spatial zones that differ from the rest of the beam path of the adapter at least in terms of an optical property. This optical property may, for example, be the reflection property or, more generally, the refractive index of the spatial zone.

Die Referenzstruktur kann dann beispielsweise Kontrollpunkte oder -striche aufweisen, wobei eine Rückreflexion, Streuung oder Absorption bzw. Dispersion der Strahlung eine räumliche Zone auszeichnen kann. The reference structure can then have, for example, control points or lines, wherein a back reflection, scattering or absorption or dispersion of the radiation can characterize a spatial zone.

Für die die Referenzstruktur unterscheidenden optischen Eigenschaften kommt insbesondere ein Spektralbereich in Frage, der oberhalb UV-Absorptionsbanden optischer Materialien, d.h. oberhalb von 400 nm liegt. Eine mögliche obere Grenze ergibt sich aus der angestrebten Ortsauflösung und kann typischerweise bei 2 μm angegeben werden. Vorzugsweise wird für die optische Eigenschaft ein Spektralbereich zwischen 0,8 μm und 1,1 μm genutzt. Je nach Ortsauflösung können die Markierungsstrukturen Größenabmessungen zwischen 1 μm und 100 μm, vorzugsweise zwischen 3 μm und 10 μm haben. For the optical properties which differ from the reference structure, a spectral range which is above UV absorption bands of optical materials, ie above 400 nm, is particularly suitable. A possible upper limit results from the desired spatial resolution and can typically be specified at 2 μm. Preferably, a spectral range between 0.8 microns and 1.1 microns is used for the optical property. Depending on the spatial resolution, the marking structures can have size dimensions between 1 .mu.m and 100 .mu.m, preferably between 3 .mu.m and 10 .mu.m.

Zum Weiterleiten der eingangsseitig zugeführten Strahlung zur Ausgangsseite kommen im Adapter verschiedenste Mechanismen in Frage. Für augenoptische Verfahren wird man den Adapter zweckmäßigerweise in Art eines Kontaktglases ausbilden, so daß der Strahlengang zumindest teilweise ein für Bearbeitungslaserstrahlung transparentes Material, insbesondere Glas aufweist. In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung weist der Adapter einen zylindrischen oder kegelstumpfartigen Körper auf, dessen eine Endfläche als Eingangsseite ausgebildet ist. For forwarding the input side supplied radiation to the output side of the adapter various mechanisms in question. For ophthalmic methods, the adapter will expediently be formed in the manner of a contact lens, so that the beam path at least partially has a material transparent to processing laser radiation, in particular glass. In a particularly advantageous embodiment, the adapter has a cylindrical or truncated cone-like body, whose one end surface is formed as an input side.

Zusätzlich kann der Adapter über eine Ausgangsseite verfügen, die einer verformbaren Oberfläche des Objektes eine gewünschte Soll-Form verleiht, z. B. durch Anlegen des Adapters an die verformbare Oberfläche. In addition, the adapter may have an exit side which provides a deformable surface of the object with a desired target shape, e.g. B. by applying the adapter to the deformable surface.

Eine zweckmäßige Anwendung für den Adapter ist, wie bereits erwähnt, die Ausbildung als Kontaktglas für die Augenchirurgie. Es kann sich natürlich auch um ein spezielles Zubehör handeln, das das eigentliche Kontaktglas ersetzt oder zum Zwecke einer Messung vor der Behandlung am eigentlichen Kontaktglas befestigt wird. A suitable application for the adapter is, as already mentioned, the training as a contact lens for eye surgery. Of course, it may also be a special accessory, which replaces the actual contact glass or attached to the actual contact glass for the purpose of measurement before treatment.

Die Referenzstruktur kann, wie bereits erwähnt, die räumliche Ist-Lage des Adapters zu erfassen erlauben. Da der Adapter gleichzeitig fest am Objekt befestigt ist, gibt die Ist-Lage des Adapters auch Informationen über die Lage des Objektes zur Laserbearbeitungsvorrichtung. Es ist deshalb bevorzugt, daß die Referenzstruktur die räumliche Ist-Lage des Adapters wiederspiegelt. Durch optisches Detektieren der Referenzstruktur kann damit eine Aussage über die Orientierung des Objektes zur Laserbearbeitungsvorrichtung gewonnen werden, so daß die optischen Gegebenheiten der Einkopplung des Laserstrahls auf das Objekt bekannt sind und eine hochpräzise Laserbearbeitung möglich ist. The reference structure can, as already mentioned, allow to capture the actual spatial position of the adapter. Since the adapter is also firmly attached to the object, the actual position of the adapter also provides information about the position of the object to the laser processing device. It is therefore preferred that the reference structure reflects the spatial actual position of the adapter. By optically detecting the reference structure, it is thus possible to obtain information about the orientation of the object relative to the laser processing device, so that the optical conditions of the coupling of the laser beam to the object are known and high-precision laser processing is possible.

Die erfindungsgemäße Laserbearbeitungsvorrichtung für den erfindungsgemäßen Adapter ist in der Lage, mittels der Detektoreinrichtung die Referenzstruktur optisch zu detektieren und in der Steuereinrichtung die dadurch bekannte Ist-Lage des Adapters für die Ansteuerung der Strahlablenkungseinrichtung zu berücksichtigen. Ist die Laserbearbeitungsvorrichtung für das LASIK-Verfahren ausgebildet, kann die Steuereinrichtung die identifizierte Ist-Lage bei der Ansteuerung so berücksichtigen, daß die zu erzeugenden Durchbrüche an den gewünschten Stellen liegen. The laser processing device according to the invention for the adapter according to the invention is able to optically detect the reference structure by means of the detector device and to take into account in the control device the thus known actual position of the adapter for the control of the beam deflection device. If the laser processing device is designed for the LASIK method, the control device can take into account the identified actual position during the activation so that the openings to be produced lie at the desired locations.

Der Behandlungslaser wird dabei üblicherweise gepulst arbeiten. Es ist deshalb diesbezüglich eine Weiterbildung bevorzugt, bei der ein gepulster Behandlungslaser für ein augenchirurgisches Verfahren verwendet ist, wobei das Objekt die Augenhornhaut ist und die Steuereinrichtung die Strahlablenkungseinrichtung und den Behandlungslaser so ansteuert, daß der Laserstrahl an vorbestimmten Stellen im Auge optische Durchbrüche erzeugt, und dabei die identifizierte Ist-Lage des Adapters berücksichtigt. The treatment laser will usually work pulsed. It is therefore preferred in this regard, a development in which a pulsed treatment laser is used for an ophthalmological procedure, the object is the cornea and the control means controls the beam deflection device and the treatment laser so that the laser beam at predetermined locations in the eye produces optical openings, and while taking into account the identified actual position of the adapter.

Wie bereits erwähnt, kann die Referenzstruktur des Adapters dazu dienen, die Funktion der Strahlablenkungseinrichtung, beispielsweise einer Scaneinrichtung oder einer Zoomeinrichtung, im Betrieb zu überprüfen. Es ist deshalb zweckmäßig, daß die Laserbearbeitungsvorrichtung intermittierend mittels der den Behandlungslaserstrahl ablenkenden Strahlablenkungseinrichtung einen Laserstrahl, es kann sich dabei vorzugsweise auch um den Behandlungslaserstrahl handeln, auf die Referenzstruktur richtet, um die Funktion der Strahlablenkungseinrichtung zu überprüfen. Eine etwaige Differenz zwischen Ansteuerung der Strahlablenkungseinrichtung und bekannter Ist-Lage der Referenzstruktur kann dann in den weiteren Betrieb der Laserbearbeitungsvorrichtung eingehen. Überschreitet eine solche Differenz einen bestimmten Grenzwert, kann man den Bearbeitungsbetrieb sperren. As already mentioned, the reference structure of the adapter can serve to check the operation of the beam deflection device, for example a scanning device or a zoom device, during operation. It is therefore expedient that the laser processing device intermittently by means of the beam deflecting device deflecting the treatment laser beam, a laser beam, it may preferably also be the treatment laser beam, directed to the reference structure to check the function of the beam deflection device. Any difference between activation of the beam deflection device and known actual position of the reference structure can then enter into the further operation of the laser processing device. If such a difference exceeds a certain limit value, it is possible to block the machining operation.

Es ist also ein Verfahren vorgesehen, bei dem die Detektion von Grenzflächen zwischen Gebieten mit unterschiedlichem Brechungsindex erfolgt, deren Lage im Adapter bekannt ist und die sich in diesem mit der Laserbearbeitungsvorrichtung zumindest temporär fest verbundenen Bauteil befinden. Natürlich kann der Adapter auch dauerhaft und nicht nur vorübergehend angebracht sein. Bei einem dauerhaft befestigten Adapter kann die Erfassung der Referenzstruktur zur Überprüfung der Ist-Lage des Adapters auch nur während Inspektionsarbeiten zu Servicezwecken ausgeführt werden. Das Verfahren umfaßt folgende Schritte:

1. Befestigung des Adapters an der Laserbearbeitungsvorrichtung.
2. Aufsuchen mindestens einer Reflektorzone 25, wobei unter Aufsuchen einer automatische Positionsbestimmung innerhalb eines durch die zu erwartende Lage der Reflektorzone 25 vorgegebenen räumlichen Suchgebietes zu verstehen ist. Die Positionsbestimmung erfolgt dadurch, daß eine (konfokale) Detektion der Reflektorzone 25 aus reflektiertem oder gestreuten Signal eines Lasers, vorzugsweise des Behandlungsstrahls 4 erfolgt, dessen Fokus 13 mittels räumlicher Verstellung vermöge der Scaneinrichtung 6 und der Projektionsoptik 9 auf geeignet Weise dreidimensional durch das Suchgebiet bewegt wird.
3. Speichern der so bestimmten Position vorzugsweise für alle drei Raumrichtungen. Die Schritte 2 und 3 können für einige oder alle Reflektorzonen durchgeführt werden.
4. Berechnung der Abweichung als Differenz zwischen gemessenem Ort der Reflektorzone und Soll-Position.
5. Überprüfung der Abweichung auf zulässige Werte und gegebenenfalls Berücksichtigung bei der Ansteuerung der Strahlablenkung.

Thus, a method is provided in which the detection of interfaces between regions with different refractive index, the position of which is known in the adapter and are located in this at least temporarily fixedly connected to the laser processing device component. Of course, the adapter can also be permanently attached, not just temporarily. With a permanently attached adapter, the detection of the reference structure for checking the actual position of the adapter can also be carried out only during inspection work for service purposes. The method comprises the following steps:

1. Attach the adapter to the laser processing device.
2. Find at least one reflector zone 25 , wherein looking for an automatic position determination within a by the expected position of the reflector zone 25 given spatial search area is to be understood. The position is determined by the fact that a (confocal) detection of the reflector zone 25 from reflected or scattered signal of a laser, preferably the treatment beam 4 takes place, its focus 13 by means of spatial adjustment by virtue of the scanning device 6 and the projection optics 9 is suitably moved three-dimensionally through the search area.
3. Save the so determined position preferably for all three spatial directions. Steps 2 and 3 can be performed for some or all reflector zones.
4. Calculation of the deviation as the difference between the measured location of the reflector zone and the target position.
5. Check the deviation to allowable values and, if necessary, take into account when controlling the beam deflection.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: The invention will be explained in more detail with reference to the drawings by way of example. In the drawing shows:

1 eine schematische Darstellung einer Laserbearbeitungsvorrichtung für ein augenchirurgisches Verfahren, 1 a schematic representation of a laser processing apparatus for an ophthalmological procedure,

2 eine schematische Darstellung der Augenhornhaut eines Patienten, 2 a schematic representation of the cornea of a patient,

3 eine perspektivische Darstellung eines Kontaktglases für die Laserbearbeitungsvorrichtung der 1, 3 a perspective view of a contact glass for the laser processing device of 1 .

4 eine Schnittdarstellung des Kontaktglases der 3, 4 a sectional view of the contact glass of 3 .

5 eine Draufsicht auf das Kontaktglas der 3 und 5 a plan view of the contact glass of 3 and

6 eine schematische Darstellung der optischen Detektion einer Referenzstruktur des Kontaktglases. 6 a schematic representation of the optical detection of a reference structure of the contact glass.

1 zeigt ein Behandlungsgerät für ein augenchirurgisches Verfahren ähnlich dem in der EP 1159986 A1 bzw. der US 5549632 beschriebenen. Das Behandlungsgerät 1 der 1 dient dazu, an einem Auge 2 eines Patienten eine Fehlsichtigkeitskorrektur gemäß dem bekannten LASIK-Verfahren auszuführen. Dazu weist das Behandlungsgerät 1 einen Laser 3 auf, der gepulste Laser-Strahlung abgibt. Die Pulsdauer liegt dabei z.B. im Femtosekundenbereich, und die Laserstrahlung wirkt mittels nichtlinearer optischer Effekte in der Hornhaut auf die eingangs beschriebene Art und Weise. Der vom Laser 3 entlang einer optischen Achse A1 abgegebene Behandlungsstrahl 4 fällt dabei auf einen Strahlteiler 5, der den Behandlungsstrahl 4 auf eine Scaneinrichtung 6 leitet. Die Scaneinrichtung 6 weist zwei Scanspiegel 7 und 8 auf, die um zueinander orthogonale Achsen drehbar sind, so daß die Scaneinrichtung 6 den Behandlungsstrahl 4 zweidimensional ablenkt. Eine verstellbare Projektionsoptik 9 fokussiert den Behandlungsstrahl 4 auf bzw. in das Auge 2. Die Projektionsoptik 9 weist dabei zwei Linsen 10 und 11 auf. 1 shows a treatment device for an ophthalmological procedure similar to that in the EP 1159986 A1 or the US 5549632 described. The treatment device 1 of the 1 serves to one eye 2 a patient to perform an ametropia correction according to the known LASIK method. For this purpose, the treatment device 1 a laser 3 on, the pulsed laser radiation emits. The pulse duration is, for example, in the femtosecond range, and the laser radiation acts by means of nonlinear optical effects in the cornea in the manner described above. The one from the laser 3 along a optical axis A1 emitted treatment beam 4 falls on a beam splitter 5 that the treatment beam 4 on a scanning device 6 passes. The scanning device 6 has two scan mirrors 7 and 8th which are rotatable about mutually orthogonal axes, so that the scanning device 6 the treatment beam 4 deflects two-dimensionally. An adjustable projection optics 9 focuses the treatment beam 4 on or in the eye 2 , The projection optics 9 has two lenses 10 and 11 on.

Der Linse 11 ist ein Kontaktglas 12 nachgeordnet, das über eine Halterung H fest mit der Linse 11 und damit dem Strahlengang des Behandlungsgerätes 1 verbunden ist. Das noch näher zu beschreibende Kontaktglas 12 liegt an der Hornhaut des Auges 2 an. Die optische Kombination aus Behandlungsgerät 1 mit daran befestigtem Kontaktglas 12 bewirkt, daß der Behandlungsstrahl 4 in einem in der Hornhaut des Auges 2 gelegenen Fokus 13 gebündelt wird. The lens 11 is a contact glass 12 downstream, that via a bracket H firmly with the lens 11 and thus the beam path of the treatment device 1 connected is. The contact glass to be described later 12 lies on the cornea of the eye 2 at. The optical combination of treatment device 1 with attached contact glass 12 causes the treatment beam 4 in one in the cornea of the eye 2 located focus 13 is bundled.

Die Scaneinrichtung 6 wird ebenso wie der Laser 3 und die Projektionsoptik 9 über (nicht näher bezeichnete) Steuerleitungen von einem Steuergerät 14 angesteuert. Das Steuergerät 14 bestimmt dabei die Lage des Fokus 13 sowohl quer zur optischen Achse A1 (durch die Scanspiegel 7 und 8) sowie in Richtung der optischen Achse A1 (durch die Projektionsoptik 9) vor. The scanning device 6 will be just like the laser 3 and the projection optics 9 via (unspecified) control lines from a control unit 14 driven. The control unit 14 determines the position of the focus 13 both transverse to the optical axis A1 (through the scanning mirrors 7 and 8th ) and in the direction of the optical axis A1 (through the projection optics 9 ) in front.

Das Steuergerät 14 liest weiter einen Detektor 15 aus, der von der Hornhaut rückgestreute Strahlung, die den Strahlteiler 5 als Rückstrahlung 16 passiert, ausliest. Auf die Bedeutung des Detektors 15 wird später noch eingegangen. The control unit 14 continue to read a detector 15 out, the radiation backscattered from the cornea, the beam splitter 5 as re-radiation 16 happens, reads. On the importance of the detector 15 will be discussed later.

Das Kontaktglas 12 sorgt dabei dafür, daß die Hornhaut des Auges 2 eine gewünschte Soll-Form erhält. Das Auge 2 befindet sich aufgrund der Anlage der Hornhaut 17 am Kontaktglas 12 in vorbestimmter Lage zum Kontaktglas 12 und damit zum damit verbundenen Behandlungsgerät 1. The contact glass 12 ensures that the cornea of the eye 2 receives a desired target shape. The eye 2 is due to the conditioning of the cornea 17 on the contact glass 12 in a predetermined position to the contact glass 12 and thus to the associated treatment device 1 ,

Dies ist schematisch in 2 dargestellt, die einen Schnitt durch die Augenhornhaut 17 zeigt. Um eine exakte Positionierung des Fokus 13 in der Augenhornhaut 17 zu erreichen, muß die Krümmung der Augenhornhaut 17 berücksichtigt werden. Die Augenhornhaut 17 weist dabei eine Ist-Form 18 auf, die von Patient zu Patient unterschiedlich ist. Das Kontaktglas 12 liegt nun an der Augenhornhaut 17 derart an, daß es diese in eine gewünschte Soll-Form 19 verformt. Der genaue Verlauf der Soll-Form 19 hängt dabei von der Krümmung der dem Auge 2 zugewandten Fläche des Kontaktglases ab. Dies wird später noch anhand der 4 deutlicher werden. Wesentlich ist hier lediglich, daß durch das Kontaktglas 12 bekannte geometrische und optische Verhältnisse für das Einbringen und Fokussieren des Behandlungsstrahls 4 in die Hornhaut 17 gegeben sind. Da die Hornhaut 17 am Kontaktglas 12 anliegt und dieses wiederum über die Halterung H gegenüber dem Strahlengang des Behandlungsgerätes 1 ortsfest ist, kann der Fokus 13 durch Ansteuerung der Scaneinrichtung 6 sowie der verstellbaren Projektionsoptik 9 dreidimensional exakt in der Hornhaut 17 positioniert werden. This is schematically in 2 shown a section through the cornea 17 shows. To get an exact positioning of the focus 13 in the cornea 17 To reach, the curvature of the cornea must 17 be taken into account. The cornea 17 has an actual shape 18 which varies from patient to patient. The contact glass 12 lies now on the cornea 17 such that it in a desired desired shape 19 deformed. The exact course of the desired shape 19 depends on the curvature of the eye 2 facing surface of the contact glass. This will be explained later on the basis of 4 become clearer. It is essential only that through the contact glass 12 known geometrical and optical conditions for the introduction and focusing of the treatment beam 4 in the cornea 17 given are. Because the cornea 17 on the contact glass 12 is applied and this in turn on the holder H relative to the beam path of the treatment device 1 is stationary, the focus may be 13 by controlling the scanning device 6 as well as the adjustable projection optics 9 three-dimensionally accurate in the cornea 17 be positioned.

3 zeigt eine perspektivische Darstellung des Kontaktglases 12. Wie zu sehen ist, weist das Kontaktglas 12 einen Glaskörper 20 auf, der für den Behandlungsstrahl 4 transparent ist. An einer Oberseite 21 des kegelstumpfartigen Glaskörpers 20 wird der Behandlungsstrahl 4 eingekoppelt; diese Oberseite 21 ist der Linse 11 zugeordnet. 3 shows a perspective view of the contact glass 12 , As can be seen, the contact glass has 12 a glass body 20 on that for the treatment beam 4 is transparent. On a top 21 of the truncated glass body 20 becomes the treatment beam 4 coupled; this top 21 is the lens 11 assigned.

An einer Unterseite 22 des Kontaktglases 12 liegt die Hornhaut 17 an. Wie die Schnittdarstellung der 4 zeigt, ist die Unterseite 22 in der gewünschten Soll-Form 19 gekrümmt, so daß sie bei voller Kontaktierung des Auges 2 die gewünschte Form der Hornhaut 17 bewirkt. At a bottom 22 of the contact glass 12 lies the cornea 17 at. Like the sectional view of the 4 shows is the bottom 22 in the desired nominal shape 19 curved so that they are in full contact with the eye 2 the desired shape of the cornea 17 causes.

Nahe der Oberseite 21 ist am Kontaktglas 12 eine Flanschfläche 23 ausgebildet, an der das Kontaktglas 12 in der Halterung H durch Klemmen fixiert ist. Die Flanschfläche 23 stellt ein Befestigungsmittel dar, das auf die einen Verschlußmechanismus realisierende Halterung H abgestimmt ist. Near the top 21 is on the contact glass 12 a flange surface 23 formed on the the contact glass 12 is fixed in the holder H by clamping. The flange surface 23 represents a fastening means, which is tuned to the one closure mechanism realizing holder H.

Die Hauptsymmetrieachse A2 des kegelstumpfförmigen Glaskörpers 20 wird durch Befestigung über die Flanschfläche 23 in fester Verbindung mit dem Behandlungsgerät 21 und passend zur optischen Achse A1 einjustiert. Im Inneren des Glaskörpers 20 ist eine Referenzstruktur 24, im Ausführungsbeispiel ringförmig, gebildet. Der Abstand zur optischen Hauptachse A2 ist im Ausführungsbeispiel möglichst groß gewählt, so daß die Referenzstruktur 24 nur bei nahezu maximal ausgelenkten Behandlungsstrahl 4 im vom Behandlungsstrahl 4 durchstrahlten Volumen des Glaskörpers 20 liegt. The main axis of symmetry A2 of the frusto-conical glass body 20 is by fastening over the flange surface 23 in firm connection with the treatment device 21 and adjusted to match the optical axis A1. Inside the vitreous 20 is a reference structure 24 , annular in the embodiment, formed. The distance to the main optical axis A2 is chosen as large as possible in the embodiment, so that the reference structure 24 only with almost maximally deflected treatment beam 4 in the treatment beam 4 radiated volume of the vitreous body 20 lies.

Wie die 4 und 3 zeigen, liegt die Referenzstruktur 24 im Volumen des Glaskörpers 20 vorzugsweise am Rand bzw. nahe des Randes des kegelstumpfartigen Glaskörpers 20. Die Referenzstruktur 24 besteht aus mehreren Reflektorzonen 25, die für die vom Laser 3 abgegebene Strahlung reflektierend sind. As the 4 and 3 show, lies the reference structure 24 in the volume of the vitreous 20 preferably at the edge or near the edge of the truncated glass body 20 , The reference structure 24 consists of several reflector zones 25 that for the laser 3 emitted radiation are reflective.

Die Reflektorzone 25 kann auf der Unterseite 22 des Kontaktglases 12, d. h. auf der Austrittsfläche des Adapters, in Form einer geeigneten Schichtstruktur oder geeigneter reflektierender oder nicht-reflektierende Schichten aufgebracht werden. Auch ist es möglich, Zonen oder Schichten mit erhöhter elastischer Lichtstreuung vorzusehen, um die Reflektorzonen 25 zu realisieren. The reflector zone 25 can on the bottom 22 of the contact glass 12 , ie applied on the exit surface of the adapter, in the form of a suitable layer structure or suitable reflective or non-reflective layers. It is also possible to provide zones or layers with increased elastic light scattering around the reflector zones 25 to realize.

Fällt der Behandlungsstrahl 4 auf eine Reflektorzone 25, wird Strahlungsenergie zurückgestreut, die dann vom Detektor 15 aufgenommen wird. Anhand des Signals des Detektors 15 kann das Steuergerät 14 somit erkennen, ob der Behandlungsstrahl 4 auf eine Reflektorzone 25 gerichtet ist. If the treatment beam falls 4 on a reflector zone 25 , radiation energy is backscattered, then from the detector 15 is recorded. Based on the signal of the detector 15 can the controller 14 thus, detect if the treatment beam 4 on a reflector zone 25 is directed.

Wie in 5 zu sehen ist, liegen die Reflektorzonen 25 ringförmig nahe des Randes der Unterseite 22. Die Unterseite 22 gibt zusammen mit der durch die Scaneinrichtung 6 möglichen Ablenkung die Größe und Lage des Bearbeitungsgebietes vor. Bei einer Fehlpositionierung des Bearbeitungsgebietes auf der Augenhornhaut 17 kommt es zu einer Abweichung zwischen einem gewünschten und einem erzielten Refkraktionsergebnis, so daß eine angestrebte Fehlsichtigkeitskorrektur mitunter nicht erreicht werden kann. Die Reflektorzonen 25 dienen dazu, die tatsächliche Strahlablenkung mit einem vorgegebenen Soll-Wert zu vergleichen und dadurch Bearbeitungsfehler zu minimieren. As in 5 can be seen, are the reflector zones 25 ring-shaped near the edge of the bottom 22 , The bottom 22 together with the through the scanning device 6 possible distraction before the size and location of the processing area. In case of incorrect positioning of the treatment area on the cornea 17 There is a deviation between a desired and a achieved refractive result, so that a desired ametropia correction can sometimes not be achieved. The reflector zones 25 are used to compare the actual beam deflection with a given target value and thereby minimize machining errors.

Abweichungen zwischen tatsächlicher Strahlposition und vorgegebener Soll-Lage auf der Augenhornhaut 17 können prinzipiell durch Bewegungen des Auges relativ zum Behandlungsgerät 1 oder durch eine Fehlpositionierung des Auges 2 gegenüber dem Behandlungsgerät 1 oder durch eine Fehlpositionierung der Scanspiegel 7, 8 sowie der Projektionsoptik 9 hervorgerufen werden. Das Kontaktglas 12 bewirkt eine fixe Positionierung des Auges 2 gegenüber dem Behandlungsgerät 1, da die Augenhornhaut 17 über geeignete Mittel, beispielsweise einen (nicht näher dargestellten) Saugring, am Auge 2 fixiert wird. Die Reflektorzonen 25 dienen nun dazu, die Lage des Auges 2 gegenüber dem Behandlungsgerät 1 ermitteln zu können. Deviations between actual beam position and predetermined target position on the cornea 17 can in principle by movements of the eye relative to the treatment device 1 or by a mispositioning of the eye 2 opposite the treatment device 1 or by incorrect positioning of the scanning mirror 7 . 8th as well as the projection optics 9 be caused. The contact glass 12 causes a fixed positioning of the eye 2 opposite the treatment device 1 because the cornea 17 by suitable means, for example a (not shown) suction ring on the eye 2 is fixed. The reflector zones 25 now serve the location of the eye 2 opposite the treatment device 1 to be able to determine.

Das Steuergerät 14 steuert die Scaneinrichtung 6 sowie die Projektionsoptik 9 so an, daß ein Laserstrahl über die Reflektorzonen 25 geführt wird. Beispielsweise steuert das Steuergerät 14 den Laser 3 in einen Betriebsmodus, in dem nur ein Strahl 4 mit stark verringerter Strahlungsintensität abgegeben wird. Dies kann beispielsweise durch Aktivieren oder Einschwenken eines geeigneten Strahlungsabschwächers erfolgen. Handelt es sich beim Laser 3 um eine gepulste Laserstrahlungsquelle kann auch eine außerhalb des Pulsbetriebes eventuell vorliegende, sehr viel schwächere Hintergrundstrahlung verwendet werden. Alternativ ist es möglich, einen zusätzlichen Laser einzukoppeln, beispielsweise über einen weiteren Strahlteiler, der der Scaneinrichtung 3 vorgeordnet ist. Bei diesem Laserstrahl kann es sich also entweder um den gegebenenfalls geeignet abgeschwächten Behandlungsstrahl 4 oder um einen separaten Laserstrahl handeln, der vor der Scaneinrichtung 6 in den Strahlengang entlang der optischen Achse A1 eingekoppelt wird. The control unit 14 controls the scanning device 6 as well as the projection optics 9 so that a laser beam over the reflector zones 25 to be led. For example, the controller controls 14 the laser 3 in an operating mode in which only one beam 4 is emitted with greatly reduced radiation intensity. This can be done, for example, by activating or swiveling in a suitable radiation attenuator. Is it the laser? 3 It is also possible to use a much weaker background radiation, which may be present outside the pulse mode, around a pulsed laser radiation source. Alternatively, it is possible to couple in an additional laser, for example via a further beam splitter, that of the scanning device 3 is upstream. This laser beam may thus be either the possibly suitably attenuated treatment beam 4 or to act a separate laser beam in front of the scanning device 6 is coupled into the beam path along the optical axis A1.

Trifft der Laserstrahl auf eine Reflektorzone 25, zeigt der Detektor 15 ein entsprechendes Signal an. Wird eine Reflektorzone 25 so detektiert, speichert das Steuergerät 14 die dabei gegebenen Einstellwerte für die Scaneinrichtung 6 sowie die Projektionsoptik 9 ab. Nach Abtasten von mindestens drei Reflektorzonen 25 ist damit eine vollständige Bestimmung der tatsächlichen Ist-Lage des Kontaktglases 12 und damit der Augenhornhaut 17 erreicht. Diese Ist-Lage verwendet das Steuergerät 14, um in der nachfolgenden Behandlung mit dem Behandlungsstrahl 4 den Fokus 13 an gewünschten vorgegebenen Stellen in der Augenhornhaut 17 zu plazieren. The laser beam hits a reflector zone 25 , shows the detector 15 a corresponding signal. Will be a reflector zone 25 so detected, stores the controller 14 the given setting values for the scanning device 6 as well as the projection optics 9 from. After scanning at least three reflector zones 25 is thus a complete determination of the actual actual position of the contact glass 12 and thus the cornea 17 reached. This actual position is used by the control unit 14 in the subsequent treatment with the treatment beam 4 the focus 13 at desired predetermined locations in the cornea 17 to place.

Durch die ringförmige Referenzstruktur 24 am Rande des Bearbeitungsgebietes ist eine ungestörte Behandlung im Zentrum der durch die Unterseite 22 umschriebenen Querschnittsfläche, durch die der Behandlungslaserstrahl 4 in die Augenhornhaut 17 eingekoppelt wird, möglich. Durch eine ausreichend große numerische Apertur der Behandlungsstrahlung ist der Einfluß der im Randbereich des Bearbeitungsgebietes liegenden Reflektorzonen 25 bei der Behandlung vernachlässigbar. Through the annular reference structure 24 on the edge of the processing area is an undisturbed treatment in the center of the bottom 22 circumscribed cross-sectional area through which the treatment laser beam 4 in the cornea 17 is coupled, possible. By a sufficiently large numerical aperture of the treatment radiation is the influence of lying in the edge region of the processing area reflector zones 25 Negligible in treatment.

Die Lage der Reflektorzonen 25 am Rand der Unterseite 22 erlaubt es, im laufenden Betrieb die Funktion der Scaneinrichtung 6 sowie der Projektionsoptik 9 zu überprüfen. Dabei kann eine relative Abweichung zwischen gespeicherter Ist-Lage der Reflektorzonen 25 sowie bei einer erneuter Überprüfung zugeordneter Einstellungen der Scaneinrichtung 6 sowie Projektionsoptik 9 erfolgen, um im Betrieb auftretende Abweichungen auskorrigieren zu können oder gegebenenfalls den Betrieb des Behandlungsgerätes 1 zu sperren, falls eine zu große Abweichung vorliegt. The location of the reflector zones 25 at the edge of the bottom 22 allows the function of the scanning device during operation 6 as well as the projection optics 9 to check. In this case, a relative deviation between the stored actual position of the reflector zones 25 as well as upon re-checking assigned settings of the scanning device 6 as well as projection optics 9 carried out in order to correct deviations occurring during operation or, where appropriate, the operation of the treatment device 1 to lock if there is too much deviation.

Den Vorgang der Detektion einer Reflektorzone 25 veranschaulicht 6. Dort ist ein Signal S des optischen Detektors 15 als Kurve 26 eingetragen. Der Fokus 13 wird auf einer Bahn 27, die im Regelfall dreidimensional ausgebildet, in 2 jedoch nur zweidimensional dargestellt ist, von einem Punkt A zu einem Punkt D geführt, der den Bereich, in dem eine Reflektorzone 25 erwartet wird, überdeckt. Während der Bewegung des Laserfokus 13 vom Punkt A liefert der Detektor 15 einen Ruhewert S0. Beim Erreichen des Punktes B ändert sich das Signal und steigt an, da ein Rückreflex an der Reflektorzone 25 eintritt. Die zugehörige Koordinate xB in x-Richtung (in 6 ist das Signal S nur eindimensional bezüglich der x-Richtung eingetragen) kennzeichnet den Beginn der Reflektorzone 25 in x-Richtung. The process of detecting a reflector zone 25 illustrates 6 , There is a signal S of the optical detector 15 as a curve 26 entered. The focus 13 will be on a train 27 , which are usually formed in three dimensions, in 2 however, shown only two-dimensionally, from a point A to a point D, which covers the area in which a reflector zone 25 is expected, covered. During the movement of the laser focus 13 from point A, the detector provides 15 a rest value S0. Upon reaching the point B, the signal changes and increases, since a back reflection at the reflector zone 25 entry. The associated coordinate xB in x-direction (in 6 if the signal S is entered only one-dimensionally with respect to the x-direction) marks the beginning of the reflector zone 25 in X direction.

Mit Erreichen des Punktes C sinkt das Signal wieder auf den Ruhewert S0, und die Koordinate xC bezeichnet das Ende der Reflektorzone in x-Richtung. Ist der Durchmesser des Fokus 13 klein gegen die Ausdehnung der Reflektorzone 25 und damit klein gegen die Entfernung BC, ist die in 6 dargestellte deutliche Trennung der steigenden Flanke bei xB und der fallenden Flanke bei xC möglich. In diesem Fall kann die gewonnene Information über die Lage dieser Koordinaten bei der Bestimmung der Position der Reflektorzone 25 mit im Steuergerät 14 berücksichtigt werden, wenn die Reflektorzone 25 eine bekannte Form hat. Ist der Durchmesser des Laserfokus 13 dagegen gleich oder größer dem Abstand BC, lassen sich die Koordinaten xB und xC nicht unterscheiden, und das Zentrum der Reflektorzone 25 erscheint im Signal S. When the point C is reached, the signal decreases again to the rest value S0, and the coordinate xC denotes the end of the reflector zone in the x direction. Is the diameter of the focus 13 small against the extent of the reflector zone 25 and thus small against the distance BC, is the in 6 shown significant separation of the rising edge at xB and the falling edge at xC possible. In this case, the information obtained about the location of these coordinates in determining the position of the reflector zone 25 with in the control unit 14 be taken into account when the reflector zone 25 has a known shape. Is the diameter of the laser focus 13 on the other hand, equal to or greater than the distance BC, the coordinates xB and xC can not be distinguished, and the center of the reflector zone 25 appears in signal S.

Die in 2 eindimensional geschilderte Ortsbestimmung durch optisches Abtasten erfolgt natürlich in drei Raumkoordinaten, so daß die Lage der Reflektorzone 25 insgesamt dreidimensional bestimmt wird. In the 2 One-dimensional localization by optical scanning is of course in three spatial coordinates, so that the position of the reflector zone 25 is determined three-dimensionally.

Die Detektion der Reflektorzone 25 im Bearbeitungsgerät der 1 kann vorzugsweise konfokal erfolgen, um eine möglichst hohe Auflösung entlang der optischen Achse A1 bzw. A2 (d. h. in Tiefenrichtung) zu erzielen. The detection of the reflector zone 25 in the processing unit of 1 may preferably be confocal in order to achieve the highest possible resolution along the optical axis A1 or A2 (ie in the depth direction).

Claims

Adapter for coupling a laser processing device ( 1 ) with an object to be processed ( 2 ), whereby the adapter ( 12 ) - an input page ( 21 ), which via a closure mechanism (H) relative to the laser processing device ( 1 ) is fixable, - for alignment of the object ( 2 ) relative to the laser processing device ( 1 ) on the object ( 2 ), - one of the laser processing device ( 1 ) over a certain range scanned at the input side ( 21 ) supplied laser beam ( 4 ) via a beam path lying within the adapter to the object ( 2 ) and - a reference structure ( 24 ) for the orientation of the adapter ( 12 ), which in the beam path of the adapter ( 12 ) and by means of the laser radiation scanned over the area ( 4 ) is optically position-detectable, characterized in that the reference structure ( 24 ) on one of the input side opposite bottom ( 22 ) of the adapter ( 12 ) is trained.

Adapter according to claim 1, characterized in that the reference structure ( 24 ) at least one spatial zone ( 25 ), which at least in terms of an optical property of the remaining beam path of the adapter ( 12 ) is different.

Adapter according to claim 2, characterized in that the optical property is the refractive index.

Adapter according to one of the above claims, characterized in that the beam path at least partially a material transparent to processing laser radiation ( 20 ), in particular glass.

Adapter according to claim 4, characterized by a cylindrical or frustoconical body ( 20 ) whose one end surface ( 21 ) is formed as an input side.

Adapter according to one of the above claims, characterized by a flange ( 23 ) for the shutter mechanism (H).

Adapter according to one of the above claims, characterized by a vacuum fastening device for fastening to the object ( 2 ).

Adapter according to one of the above claims, characterized by an output side ( 22 ), which are on the input side ( 21 ) supplied laser radiation ( 4 ) and to which a deformable surface ( 17 ) of the object ( 2 ) can be applied and this while a desired target shape ( 19 ) gives.

Adapter according to one of the above claims, characterized in that it is designed as a contact lens for ophthalmic surgery.

Adapter according to one of the above claims, characterized in that the reference structure ( 24 ) the spatial actual position of the adapter ( 12 ).

Laser processing device for the use of an adapter for coupling a laser processing device ( 1 ) with an object to be processed ( 2 ), whereby the adapter ( 12 ) - an input page ( 21 ), which via a closure mechanism (H) relative to the laser processing device ( 1 ) is fixable, - for alignment of the object ( 2 ) relative to the laser processing device ( 1 ) on the object ( 2 ), - one of the laser processing device ( 1 ) over a certain range scanned at the input side ( 21 ) supplied laser beam ( 4 ) via a beam path lying within the adapter to the object ( 2 ) and - a reference structure ( 24 ) for the orientation of the adapter ( 12 ), which in the beam path of the adapter ( 12 ) and by means of the laser radiation scanned over the area ( 4 ) is optically position-detectable, wherein the laser processing device comprises a beam deflection device ( 6 . 9 ) for guiding the laser beam ( 4 ) over the certain range and characterized by - a detector device ( 5 . 15 ) for optically detecting the reference structure ( 24 ) by means of the laser beam ( 4 ) and - a detector device ( 5 . 15 ) read-out control device ( 14 ), which the beam deflection device ( 6 . 9 ), the actual position of the adapter ( 12 ) based on the optically detected reference structure ( 24 ) and this in the control of the beam deflection device ( 6 . 9 ) considered.

Laser processing device according to claim 11, characterized in that the control device in the control of the beam deflection device ( 6 . 9 ) a difference between a desired position and the actual position of the adapter ( 12 ) considered.

Laser processing apparatus according to claim 11, characterized in that the control device ( 14 ) a difference between a desired position and the actual position of the adapter ( 12 ) and locks the machining operation when the difference exceeds a threshold.

Use of an adapter for coupling a laser processing device ( 1 ) with an object to be processed ( 2 ), whereby the adapter ( 12 ) - an input page ( 21 ), which via a closure mechanism (H) relative to the laser processing device ( 1 ) is fixable, - for alignment of the object ( 2 ) relative to the laser processing device ( 1 ) on the object ( 2 ), - one of the laser processing device ( 1 ) over a certain range scanned at the input side ( 21 ) supplied laser beam ( 4 ) via a beam path lying within the adapter to the object ( 2 ) and - a reference structure ( 24 ) for the orientation of the adapter ( 12 ), which in the beam path of the adapter ( 12 ) on an input side ( 21 ) opposite underside ( 22 ) of the adapter ( 12 ) and by means of the laser radiation scanned over the area ( 4 ) is optically position-detectable, the reference structure ( 24 ) for position detection in the laser processing apparatus ( 1 ) with the laser beam ( 4 ) is irradiated by using this beam deflection means ( 6 . 10 . 11 ) of the laser processing device ( 1 ), which are also used for machining laser radiation, is passed over the certain area.