DE29505195U1

DE29505195U1 - Dioden-Laser

Info

Publication number: DE29505195U1
Application number: DE29505195U
Authority: DE
Original assignee: ORALIA DENTALPRODUKTE GmbH
Current assignee: ORALIA DENTALPRODUKTE GmbH
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1996-08-01
Anticipated expiration: 2005-03-28

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dioden-Laser der im Oberbegriff genannten Gattung.

Derartige Laser sind bereits bekannt. Sie werden vielfach auch als "Halbleiter-Laser" bezeichnet, weil Halbleiter, und zwar die Grenzbereiche unterschiedlich dotierter Halbleiterschichten, maßgebend sind für das Initiieren von kohärentem Licht insb. im Wellenlängenbereich zwischen etwa 0,7 und 70 &mgr;&idiagr;&eegr;. Zu derartigen Dioden-Lasern gehören auch solche, deren Wirkung durch Resonatoren wesentlich erhöht wird. Derartige Dioden-Laser werden z.B. in der Medizintechnik angewendet zum operativen Behandeln lebenden Gewebes, in dem der stark gebündelte hoch-energetische Laserstrahl das Gewebe im Auftreffbereich zum Koagulieren bringt und darüber hinaus auch zum Karbonisieren und zum Verdampfen führen kann.

Für andere medizinische Anwendungen sind Laser anderer Gattung ebenfalls bereits vorgeschlagen worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dioden-Laser der eingangs genannten Gattung auf einfache Weise dahingehend zu verbessern, daß mit ein und demselben Gerät auch unterschiedliche Behandlungsmethoden insb. in der Medizintechnik möglich sind. Mit anderen Worten: Die Energie des ausgesendeten Lichtstrahles soll

© ZETAPATENT Form 01

auf einfache Weise zwischen unterschiedlichen Leistungsbereichen steuerbar sein.

Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet und in Unteransprüchen sind weitere Ausbildungen derselben beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen sind auch in der folgenden Beschreibung noch näher erläutert.

Gemäß der Erfindung sind im Laserkopf nicht nur eine, sondern mehrere Laser-Dioden angeordnet. Darüber hinaus sind im Netzgerät mindestens zwei Netzteile untergebracht, die sich durch unterschiedliche Leistungsabgabe unterscheiden. Die Laser-Dioden im Laserkopf sind elektrisch derart miteinander verknüpft, d.h. durch Verbindungsleitungen elektrisch verbunden, daß mindestens eine Laser-Diode an einen Netzteil geringer Leistung und -alternativ dazu- mindestens eine andere Laser-Diode an einen Netzteil vergleichsweise hoher Leistung anschaltbar sind. Die beiden Netzteile unterschiedlicher Leistung sind beispielsweise durch einen Umschalter an die elektrische Spannungsversorgung (Netz) anlegbar; dabei schließt eine Schalterstellung des Umschalters den Netzteil höherer Leistung an die Spannungsversorgung, während beim Umschalten des Umschalters in die andere Schaltstellung der erstgenannte Netzteil von der Spannungsversorgung abgeschaltet und dafür der andere Netzteil geringer Leistung an das Netz angelegt wird.

Der Netzteil geringerer Leistung ist insb. an nur eine Laser-Diode anschaltbar, obwohl grundsätzlich auch mehrere Laser-Dioden an diesen Netzteil angeschlossen werden können. An den Netzteil hoher Leistung sind dagegen insb. mehrere untereinander in Reihe geschaltete Laser-Dioden, darunter ggf. auch diejenige Laser-Diode anschließbar, die wahlweise auch vom Netzteil geringer Leistung mit elektrischer Energie beaufschlagbar ist, während die anderen dazu in Reihe liegenden Laser-Dioden nicht vom Netzteil geringer Leistung beaufschlagbar sind.

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Die am Netzteil geringer Leistung angeschlossene Laser-Diode erzeugt Licht insb. im Wellenlängenbereich um etwa 800 bis 820 nm, d.h. im Bereich von Rotlicht oder dem Rotlicht benachbarten IR-Licht. Dabei empfiehlt es sich, die Leistung dieser Laser-Diode zu steuern insb. im Bereich in der Größenordnung zwischen 10 und 100 mW. Dabei empfiehlt sich eine stufenlose Leistungssteuerung.

Der Netzteil hoher Leistung sollte so eingerichtet sein, daß er eine Leistung in der Größenordnung zwischen 1 und 10 W an den Laserkopf, d.h. die dort insb. in Reihe geschalteten Laser-Dioden abgibt.

Durch das Anschließen nur bestimmter der Laser-Dioden an den betreffenden Netzteil kann auch die Frequenz des kohärenten Strahl elektromagnetischer Wellen verändert werden und sind auch Überlagerungen, d.h. breitere Frequenzbereiche, auswählbar.

Besonders zweckmäßig ist die Anwendung eines Fokussiersystems im Strahlengang der von den Laser-Dioden ausgesendeten kohärenten Lichtstrahlen. Obwohl diese schon recht gut gebündelt sind sorgt ein solches Fokussiersystem dafür, daß das insgesamt ausgesandte Laserlicht an der Auftreffstelle auf einen sehr kleinen Bereich in der Größenordnung von Mikrometern beschränkt werden kann, was nicht nur die Leistungsdichte erheblich erhöht, sondern auch eine sehr gezielte Begrenzung der Wirkung der Laserlichtanwendung ermöglicht. Dies ist beispielsweise auch für technische Anwendungen zweckmäßig, wirkt sich aber vor allem in der chirurgischen Medizintechnik höchst vorteilhaft aus. Das Fokussiersystem sollte mit Mitteln ausgerüstet sein, die die Bündelung bzw. Konzentrierung des Laserstrahl an der Auftreffstelle insb. am lebenden Gewebe zu verändern vermag. Dabei sollte das Fokussiersystem auch die Möglichkeit einer Art Spreizung des Lichtstrahles, d.h. eine Vergrößerung des Auftreffbereichs bieten, wodurch neben der Steuerung der Leistung ein zusätzliches Mittel zum stufenlosen Übergang von einer in eine andere Behandlungsart möglich ist.

Außer dem bereits bekannten operativen Schneiden lebenden Gewebes oder auch anderer Gegenstände, was zweckmäßigerweise im Leistungsbereich von 10 W geschieht, ermöglicht der erfindungsgemäße Dioden-Laser einen Übergang auf eine geringere Leistungsabgabe des Laserlichts in der Größenordnung von 1 W. Dieses Laserlicht ist hervorragend geeignet zum Bestrahlen von Zahnimplantaten, wodurch schlechter Zahnpflege von Zahnpatienten entgegengewirkt und die "Lebensdauer" des Dental-Implantats wesentlich verlängert werden kann.

Durch Umschalten vom Netzteil höherer Energie auf den Netzteil niedrigerer Energie und dem dadurch bewirkten Abschalten mindestens eines, zweckmäßigerweise aber sogar mehrerer Laser-Dioden kann ein und derselbe Dioden-Laser auch zur Therapie mit niedriger Leistung im Bereich zwischen 0,01 und 0,1 W angewendet werden. Durch diese therapeutische Behandlung lebenden Gewebes sind vor allem heilende Wirkungen erzielbar oder beispielsweise auch Muskelverspannungen gezielter behebbar als dies nach bisher bekannten Infrarotbestrahlungen mittels Infrarotlampen möglich ist.

Der erfindungsgemäße Dioden-Laser eignet sich daher für ein breites Anwendungsspektrum von einerseits derart "milder Therapie" bis zur Ausführung mikrofeiner Operations schnitte. Dabei ist das Umschalten von der Hartlaser- auf die Softlaser-Funktion und umgekehrt und auch die Steuerung innerhalb des Bereichs einer dieser beiden Funktionen auch von Laien durchführbar, da hierfür eine kurze Einweisung und ggf. entsprechende Beschriftung auf dem Umschalter bzw. den Steuereinrichtungen genügt, sofern das Gerät als solches den üblichen Sicherheitsbestimmungen entsprechend aufgebaut und eingerichtet ist. Insbesondere für den Mediziner stellt der erfindungsgemäße Dioden-Laser ein geeignetes Mittel zur "Breitband-Behandlung" dar, welche auch der Anwendung zur Schmerzreduzierung zugängig ist.

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Schließlich empfiehlt es sich, den Dioden-Laser mit einer Anzeigeeinrichtung, beispielsweise einem Display, zu versehen, auf der bzw. dem die jeweilige Behandlungsart und evtl. zusätzliche Informationen in Erscheinung treten.

In der Zeichnung ist ein prinzipielles Schaltbild der Erfindung gezeigt.

Das Gerät des Dioden-Lasers weist einerseits das Netzgerät 1 und andererseits den Laserkopf 2 auf. Im Laserkopf sind bei diesem Beispiel drei Laser-Dioiden 3, 3a und 3b in Reihe geschaltet. Jede dieser Laser-Dioden 3, 3a und 3b emittiert kohärentes Laserlicht 4, 4a und 4b.

Während bei dem Ausführungsbeispiel die gesamte Serienschaltung der Laser-Dioden 3, 3a und 3b von dem elektrsichen Netzteil 6 verhältnismäßig hoher Leistung im Bereich bis zu 10 W mit elektrischer Spannung versorgbar ist, bleiben die oberen zwei Laser-Dioden 3a, 3b dann ohne elektrische Spannung, wenn dieser Netzteil 6 vom Netz, d.h. der elektrischen Spannungsquelle 7, durch Umschalten des Umschalters 14 abgeschaltet und statt dessen der Netzteil 5 geringerer Leistung im Bereich zwischen etwa 0,01 und 0,1 mW nur noch die untere Laser-Diode 3 der Reihenschaltung mit elektrischer Spannung beaufschlagt. Bei diesem Beispiel dient die Steuereinrichtung 8 zum stufenlosen Steuern der Leistungsaufnahme der Laser-Diode 3, während die Steuereinrichtung 9 zum Umschalten von beispielsweise dem Leistungsbereich 1 W auf den Leistungsbereich 10 W und umgekehrt beim Wirksamwerden des Netzteils 6 höherer Leistung dient. Es können weitere Steuereinrichtungen 10 und 11 den jeweiligen Netzteil 5, 6 beeinflussen.

Am Ausgang des Dioden-Lasers befindet sich eine hier nur schematisch dargestellte Fokussiereinrichtung 12, welche den austretenden Laserstrahl 13 dahingehend beeinflußt, daß dieser auf einen Mikrobereich an der hier nicht gezeigten Auftreffstelle kon-

zentriert werden kann, so daß an dieser Auftreffstelle sämtliche der Laserstrahlen 4, 4a, 4b aller angeschalteten Laser-Dioden 3, 3a, 3b ihre Wirkung konzentrieren.

Claims

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Dioden-Laser mit einem der Energieversorgung dienenden Netzgerät (1) und mit einem gebündeltes kohärentes Licht (13) erzeugenden und aussendenden Laserkopf (2), dadurch gekennzeichnet, daß im Laserkopf (2) mehrere Laserdioden (3, 3a, 3b) elektrisch derart miteinander verknüpft sind, daß mindestens eine Laserdiode (3) an einen Netzteil (5) geringer Leistung und alternativ mindestens eine andere Laserdiode (3a, 3b) an einen Netzteil (6) vergleichsweise hoher Leistung anschaltbar sind.

2. Dioden-Laser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Laserdioden (3, 3a, 3b) in Reihe an den Netzteil (6) hoher Leistung angeschlossen sind.

3. Dioden-Laser nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Netzteil (5) geringer Leistung nur an eine Laserdiode (3) der in Reihe geschalteten Laserdioden (3, 3a, 3b) anschaltbar ist.

4. Dioden-Laser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Netzteil (5) geringerer Leistung anschaltbare Laserdiode (3) Rotlicht und/oder IR-Lient im Wellenlängenbereich um etwa 800 bis 820 nm erzeugt.

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5. Dioden-Laser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne t, daß eine Steuereinrichtung (8) den Netzteil (5) geringerer Leistung zur Emission von Laserlicht (4) von der am Netzteil (5) geringer Leistung angeschalteten Laserdiode (3) im Bereich zwischen etwa 10 mW und etwa 100 mW steuert.

6. Dioden-Laser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (8) die Laserdiode (3) stufenlos steuert.

7. Dioden-Laser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß ein Fokussiersystem (12) die von Laser-Dioden (3, 3a, 3b) erzeugten Laserstrahlen (4, 4a, 4b) am Einsatzort derselben auf einen kleinen Bereich fokussiert.

8. Dioden-Laser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Netzteil (6) hoher Leistung eine Leistung im Bereich zwischen etwa 1 und etwa 10 W an den Laserkopf (2) abgibt.

9. Dioden-Laser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich n. e t, daß beide Netzteile (5, 6) an einen Umschalter (14) angeschlossen sind, der die elektrische Spannung wahlweise an den Netzteil (6) hoher Leistung oder an den Netzteil (5) niedriger Leistung anlegt.

10.Dioden-Laser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserkopf (2) Laserstrahlen (13) zum Zahnimplantatbestrahlen mit einer Leistung in der Größenordnung von 1 W abstrahlt.

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11.Dioden-Laser nach einem Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichne t, daß der Laserkopf {2) Laserstrahlen zum operativen Schneiden von lebendem Gewebe mit einer Leistung in der Größenordnung von 10 W abstrahlt.

12.Dioden-Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserkopf (2) Laserstrahlen zur therapeutischen Behandlung lebenden Gewebes mit einer Leistung in der Größenordnung von 0,01 und 0,1 W abstrahlt.