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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Laservorrichtung, die in der Lage ist, Laserstrahlen
mit einer Mehrzahl verschiedener Wellenlängen auszusenden.
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2. Beschreibung der diesbezüglichen
Technik
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Als Laservorrichtungen, die in der
Lage sind, Laserstrahlen mit einer Mehrzahl verschiedener Wellenlängen auszusenden,
waren Vorrichtungen bekannt mit Verwendung von: einem Argon-Farbstoff-Laser,
der in der Lage ist, die Wellenlängen
der ausgestrahlten Laserstrahlen zu verändern; einen Krypton-Laser, der in der
Lage ist, Laserstrahlen mit mehreren Wellenlängen auszustrahlen oder andere. Diese
Laser sind auf vielen Gebieten verwendet worden einschließlich dem
Gebiet der Medizin; z. B. bei augenheilkundlichen chirurgischen
Operationen unter Verwendung von Laserstrahlen mit unterschiedlichen
Wellenlängen
entsprechend den betroffenen Teilen oder Behandlungszielen. Bei
augenheilkundlichen chirurgischen Operationen wird zum Beispiel die
Behandlung verschiedener Krankheiten (betroffener Teile) unter Verwendung
von Laserstrahlen durchgeführt,
die in dem sichtbaren Bereich zentrierte Wellenlängen (Farben) aufweisen. Bei
manchen Krankheiten werden Laserstrahlen verschiedener Wellenlängen z.
B. rote, grüne
und andersfarbige Strahlen, gleichzeitig oder selektiv ausgestrahlt.
Daher ist es vorteilhaft, wenn eine einzelne Vorrichtung Laserstrahlen
mit einer Mehrzahl verschiedener Wellenlängen aussenden kann.
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Die oben genannte Laservorrichtung,
die in der Lage ist, die Wellenlängen
von Laserstrahlen zu verändern,
ist konkret eine Vorrichtung, die einen Gaslaser oder einen Farbstofflaser
verwendet. Diese Laser weisen viele Probleme auf durch eine kurze Lebensdauer
einer Laserröhre,
den Bedarf an einer großen
Menge elektrischer Leistung, eine erhöhte Größe der Vorrichtung, usw. Stattdessen
wurde daher eine Laservorrichtung untersucht, die in der Lage ist,
mit Verwendung eines Festkörperlasers
Laserstrahlen mit mehreren Wellenlängen auszusenden (zu erzeugen).
Wie in der ungeprüften
Patentanmeldung JP 10-65238 dargestellt, wurde unter diesen Umständen ein
Verfahren vorgeschlagen zum Aussenden von Laserstrahlen mit mehreren
verschiedenen Wellenlängen
durch Verändern
der Ausgangsspiegel, die auch als Resonanzspiegel auf einer optischen
Resonanzachse verwendet werden.
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Im Bezug auf das Verfahren des Änderns der Ausgangsspiegel,
die auch als Resonanzspiegel dienen, erfordert die Vorrichtung,
die Laserstrahlen mit mehreren Wellenlängen durch Erzeugen von zweitem
harmonischen Licht erzeugt, erfordert das Ersetzen von nichtlinearen
Kristallen, Ausgangsspiegeln und dergleichen, das zum Erzeugen des
zweiten harmonischen Lichts erforderlich ist, wodurch die Anzahl optischer
Komponenten erhöht
wird. Es bewirkt auch die Schwierigkeit, die Ausrichtungsgenauigkeit
der einzelnen optischen Komponenten während der Resonanz sicherzustellen.
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Anders ausgedrückt hat der Resonanzspiegel
für gewöhnlich einen
gewölbten
Abschnitt. Wenn durch das Ersetzen des Spiegels eine Winkelabweichung
bewirkt wird, wird die Ausgangseffizienz eines Laserstrahls verschlechtert
(die Ausgangsleistung wird verringert). Wenn eine Winkelabweichung
des nichtlinearen Kristalls durch das Ersetzen bewirkt wird, wird
die Ausgangseffizienz in ähnlicher
Weise verschlechtert. Außerdem
müssen
die nichtlinearen Kristalle im Hinblick auf die Temperatur gesteuert werden,
so dass eine Temperatursteuereinheit wie z. B. ein Peltierelement
oder dergleichen zusammen mit dem nichtlinearen Kristall bewegt
werden müss.
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Die
EP 0 526 006 A2 (
10)
offenbart ein Mehrfachwellenlängensystem
mit verschiedenen optischen Pfaden. Jeder Pfad enthält dasselbe
feste Lasermedium, einen dielektrischen Spiegel und einen nichtlinearen
Kristall zum Extrahieren einer unterschiedlichen Lichtwellenlänge aus
dem Laserstrahl. Ein Spiegel, der im Hinblick auf die verschiedenen optischen
Pfade bewegbar ist, wird zum Einleiten des Laserstrahls in einen
gewünschten
optischen Pfad verwendet.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, die oben beschriebenen Probleme zu überwinden
und eine Laservorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist,
effizient Laserstrahlen mit mehreren verschiedenen Wellenlängen auszustrahlen,
während
sie leicht die Genauigkeit der Ausrichtung der optischen Komponenten
beim Ändern
der Wellenlänge
des Laserstrahles sicherstellt.
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Die Aufgabe wird gelöst durch
eine Laservorrichtung gemäß Anspruch
1. Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die beiliegeriden Zeichnungen veranschaulichen
zusammen mit der Beschreibung eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. In den Zeichnungen ist
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1 eine
perspektivische Ansicht einer augenheilkundlichen Laserfotokoagulationsvorrichtung in
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung eines optischen Systems und eines Steuersystems
in der Vorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform;
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3 eine
schematische Darstellung des optischen Systems, bei dem zum Ausstrahlen
eines Laserstrahls mit einer von der Wellenlänge in 2 verschiedenen Wellenlänge die
Stellung eines Totalreflexionsspiegels verändert ist;
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4 eine
schematische Darstellung des optischen Systems, bei dem zum Ausstrahlen
eines Laserstrahls mit einer weiteren verschiedenen Wellenlänge die
Stellung eines weiteren Totalreflexionsspiegels verändert ist;
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5 eine
schematische Darstellung einer Abwandlung des optischen Systems
und des Steuersystems von 2;
und
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6 eine
schematische Darstellung einer weiteren Abwandlung des optischen
Systems und des Steuersystems von 2.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen wird
nun eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
einer Laservorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung gegeben. 1 ist eine
perspektivische Ansicht einer augenheilkundlichen Laserfotokoagulationsvorrichtung,
die eine Schlitzlampe verwendet. 2 ist
eine schematische Darstellung eines optischen Systems und eines Steuersystems
in der Vorrichtung.
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Bezugszeichen 1 bezeichnet
einen Hauptteil der Vorrichtung, der einen Laseroszillator 10,
einen Teil eines optischen Lichtabgabesystems zur Abgabe eines Laserstrahls
von dem La seroszillator 10 zu einem betroffenen Abschnitt
eines Auges eines Patienten zum Bestrahlen des betroffenen Abschnitts,
einen Kontrollabschnitt 20 und dergleichen enthält. Bezugszeichen 2 bezeichnet
eine Steuerkarte der Vorrichtung, die auf dieser bereitgestellt
ist mit einem Wellenlängenauswahlschalter 2a,
der zum Auswählen
einer Wellenlänge
eines Laserstrahls verwendet wird, sowie verschiedenen anderen Schaltern
zum Einstellen von Laseraustrahlbedingungen. Bezugszeichen 3 bezeichnet
einen Fußschalter
zum Erzeugen eines Triggersignals zum Starten der Laserausstrahlung.
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Bezugszeichen 4 bezeichnet
eine Schlitzlampe, die ein optisches Beobachtungssystem enthält, um es
einem Bediener zu ermöglichen,
das Auge des Patienten und einen Teil des optischen Lichtabgabesystems
zu beobachten. Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Faser, durch
die der Laserstrahl von dem Hauptteil 1 zu der Schlitzlampe
abgegeben wird. Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Ständer, an dem
die Schlitzlampe 4 in einer vertikalen Richtung bewegbar
angebracht ist.
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Bezugszeichen 10 bezeichnet
einen Laseroszillator, in dem intern bereitgestellt sind: ein Nd
: YAG-Kristall 11 (im folgenden als "Stab" bezeichnet), der
ein Festkörperlasermedium
darstellt; eine Laserdiode 12 (im folgenden als "LD" bezeichnet), die
als Erregungslichtquelle dient; nichtlineare Kristalle 13a, 13b und 13c (im
folgenden als "NLC" bezeichnet), die
als Wellenlängenwandler
(Wellenlängenumwandlungselemente)
dienen; Totalreflexionsspiegel (Hochreflektoren) 14a bis 14f (im
folgenden als "HR" bezeichnet); und
einen Ausgangsspiegel 15. Es sei angemerkt, dass die nichtlinearen
Kristalle aus KTP-Kristallen,
LBO-Kristallen, BBO-Kristallen oder dergleichen ausgewählt sein
können.
In der vorliegenden Ausführungsform
wird der KTP-Kristall verwendet.
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Der Nd : YAG-Kristall emittiert durch
ein Erregungslicht von der Erregerlichtquelle Licht mit einer Mehrzahl
von Oszillations linien (Spitzenwellenlängen) im nahen Infrarotbereich.
Daher ist die Vorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform
so aufgebaut, dass jedes zweite harmonische Licht der drei Oszillationslinien,
ca. 1.064 nm, ca. 1.123 nm, ca. 1.319 nm, die unter den mehreren
Oszillationslinien, die von dem obigen Kristall ausgestrahlt werden,
die Wellenlängen
mit hoher Leistung sind, unter Verwendung des nichtlinearen Kristalls
erzeugt wird, wodurch jeweils Laserstrahlen von drei Farben mit
den Wellenlängen
von ca. 532 nm (grün),
ca. 561 nm (gelb) und ca. 659 nm (rot) ausgestrahlt (oszilliert) werden.
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An einem Ende des optischen Pfads
einer optischen Achse L1, auf der der Stab 11 angeordnet ist,
ist ein HR 14a bereitgestellt, und der Ausgangsspiegel 15 ist
in einem vorbestimmten Neigungswinkel an dem anderen Ende bereitgestellt.
Der HR 14a nach der vorliegenden Ausführungsform hat die Eigenschaft,
das Licht mit Wellenlängen
von 1.064 bis 1.319 nm total zu reflektieren. Neben dem HR 14a kann
ein anderer Reflektor verwendet werden, wenn er nur das Licht mit
Wellenlängen
in dem nahen Infrarotbereich einschließlich 1.064 nm, 1.123 nm, und 1.319
nm weit reflektieren kann.
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Der Ausgangsspiegel 15 hat
die Eigenschaft, Licht mit Wellenlängen von 1.064 bis 1.319 nm
total zu reflektieren, während
er Licht mit Wellenlängen von
532 bis 659 nm durchlässt.
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Auf einer optischen Achse L2 in einer
Reflexionsrichtung des Ausgangsspiegels 15 sind ein NLC 13a und
ein HR 14d fest bereitgestellt. Der NLC 13a ist
so angeordnet, dass er Licht von 659 nm erzeugt, was das zweite
harmonische Licht des Lichts von 1.319 nm ist, oder gleich bedeutend,
dass er Licht von 1.319 nm in das zweite harmonische Licht umwandelt,
nämlich
Licht von 659 nm. Der HR 14d hat die Eigenschaft, das Licht
von 1.319 nm und das Licht von 659 nm total zu reflektieren.
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In anderen Worten ist es erwünscht, dass
der für
das Oszillieren des Laserstrahls von 659 nm verwendete HR 14d die
Eigenschaft aufweist, unter dem von dem Nd : YAG-Kristall ausgestrahlten
Oszillationslinien das Licht von 650 nm und auch das Licht von 1.319
nm total zu reflektieren und dass er in Hinblick auf Licht von Wellenlängen mit
einem höheren Gewinn
als die obigen Wellenlängen
einen hohen Reflexionsverlust aufweist.
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Die obige optische Anordnung bildet
das erste optische Resonanzsystem, das einen Resonatoraufbau enthält, in dem
der HR 14a auf der optischen Achse L1 und der HR 14d auf
der optischen Achse L2 als Paar angeordnet sind, wobei der Stab 11 zwischen
ihnen liegt. Somit kann das durch den NLC 13a erzeugte
Licht von 659 nm durch den Ausgangsspiegel 15 ausgestrahlt
werden, ohne von dem Stab 11 abgeblockt zu werden.
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Ein HR 14e ist so bereitgestellt,
dass er in die optische Achse L2 zwischen dem Ausgangsspiegel 15 und
dem NLC 13a hinein und aus ihr heraus bewegt werden kann.
Dieser HR 14e hat die Eigenschaft, das Licht von 1.064
nm und das Licht von 532 nm total zu reflektieren. Auf der optischen
Achse L3 in einer Reflexionsrichtung des HR 14e sind ein
NLC 13b und ein HR 14b fest bereitgestellt. Der
NLC 13b ist so bereitgestellt, dass er Licht von 532 nm
erzeugt, das das zweite harmonische Licht des Lichts von 1.064 nm
ist. Der HR 14b hat wie der HR 14e die Eigenschaft,
das Licht von 1.064 nm und das von 532 nm total zu reflektieren.
Insbesondere ist erwünscht, dass
der HR 14b (14e) zum Oszillieren des Laserstrahls
von 532 nm die Eigenschaft aufweist, dass er zumindest das Licht
von 532 nm und das Licht von 1.064 nm total reflektiert.
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Wenn der HR 14e in der obigen
optischen Anordnung in die optische Achse L2 bewegt wird, dienen
der HR 14a, der Stab 14 und der Ausgangsspiegel 15 des
ersten optischen Resonanzsystems auch dazu, das zweite optische
Resonanzsystem zu bilden, in dem der HR 14a und der HR 14b als
Paar einen Resonator bilden, wobei der Stab 11 zwischen ihnen
liegt.
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Ein HR 14f ist so bereitgestellt,
dass er zwischen dem NLC 13a und der Stelle, in dem der
HR 14e hinein oder heraus bewegt wird, in die optische Achse
L2 herein oder aus ihr heraus bewegt werden kann. Dieser HR 14f hat
die Eigenschaft, das Licht von 1.123 nm und das von 561 nm total
zu reflektieren. Auf der optischen Achse L4 in einer Reflexionsrichtung
des HR 14f sind ein NLC 13c und ein HR 14c fest
angeordnet. Dieser NLC 13c ist so angeordnet, dass er Licht
von 561 nm erzeugt, das das zweite harmonische Licht des Lichts
von 1.123 nm ist. Wie der HR 14f hat der HR 14c die
Eigenschaft, das Licht von 1.123 nm und das Licht von 561 nm total
zu reflektieren. Um genauer zu sein, ist es erwünscht, dass der HR 14c (HR 14f)
zum Oszillieren des Laserstrahls von 561 nm die Eigenschaft hat,
unter den Oszillationslinien von dem Nd : YAG-Kristall das Licht von
561 nm und das Licht von 1.123 nm total zu reflektieren und einen
hohen Reflexionsverlust aufzuweisen im Hinblick auf Licht von Wellenlängen mit
einem höheren
Gewinn als die obigen Wellenlängen.
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Wenn der HR 14f in der obigen
optischen Anordnung auf die optische Achse L2 bewegt wird, dienen
der HR 14a, der Stab 11 und der Ausgangsspiegel 15 des
ersten optischen Resonanzsystems auch dazu, das dritte optische
Resonanzsystem zu bilden, in dem der HR 14a und der HR 14c als
Paar einen Resonator bilden, wobei der Stab 11 zwischen ihnen
liegt.
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Bezugszeichen 20 bezeichnet
einen Steuerabschnitt, der jeden Teil der Vorrichtung auf der Grundlage
von Signalen von der Steuerkarte 2 und dem Fußschalter 3 steuert.
Bezugszeichen 21a und 21b bezeichnen Antriebsvorrichtungen
wie z. B. Motoren und andere. Die Antriebsvorrichtung 21a wird bewegt,
um den HR 14e auf die optische Achse L2 oder von ihr weg
zu bewegen. Die an dere Antriebsvorrichtung 21b wird betrieben,
um den HR 14f auf die optische Achse L2 oder von ihr weg
zu bewegen.
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In der Vorrichtung mit dem obigen
Aufbau kann das Ändern
des optischen Resonanzsystems, das die Resonatoraufbauten beinhaltet,
einfach durch Einfügen/Entfernen
des HR 14e oder des HR 14f durchgeführt werden,
ohne dass Bewegungen anderer optischer Bestandteile erforderlich
sind. Somit kann die durch Bewegungen der optischen Bestandteile
bewirkte Ausrichtungsabweichung auf ein Minimum reduziert werden.
Insbesondere müssen
in der Vorrichtung die Resonanzspiegel und die nichtlinearen Kristalle,
die empfänglich
für Ausrichtungsabweichungen
sind, nicht bewegt werden. Der obige Aufbau kann eine hohe Flexibilität in dem
Entwurf der Länge
jedes Resonators (dem Abstand zwischen den Resonanzspiegeln) aufweisen,
so dass eine geeignete optische Systemanordnung (die Länge jedes Resonators),
mit der eine effiziente Oszillation ermöglicht wird, Resonator für Resonator
leicht festgelegt werden kann.
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Es sei angemerkt, dass das Einführen/Entfernen
der HR 14e und 14f durch die Antriebsvorrichtungen 21a und 21b in 2 jeweils als Bewegung in
der Richtung der optischen Achsen L3 und L4 dargestellt ist. Diese
Bewegungen werden jedoch vorzugsweise in einer Richtung senkrecht
zu dem Zeichnungspapier von 2 gemacht.
In diesem Fall kann die Ausrichtungsgenauigkeit sichergestellt werden, ohne
durch die aus den Bewegungen der HR 14e und 14f resultierenden
Positionsgenauigkeit beeinflusst zu sein.
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Als nächstes werden Verfahren zum
Ausstrahlen von Laserstrahlen mit einer Mehrzahl verschiedener Wellenlängen mit
den obigen Aufbauten beschrieben.
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[Verfahren zum Ausstrahlen
eines Laserstrahls mit 659 nm]
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Ein Bediener bedient den Schalter 2a,
um "rot" (659 nm) als Farbe
(Wellenlänge)
eines in einer chirurgischen Operation zu verwendenden Laserstrahls
auszuwählen.
Wenn rot ausgewählt
ist, werden die HR 14e und 14f aus der optischen
Achse L2 herausgehalten.
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Beim Empfang eines Triggersignals
von dem Fußschalter 3 legt
der Steuerabschnitt 20 elektrischen Strom an die LD 12
an, um dadurch den Stab 11 zu erregen. Es sei angemerkt,
dass beide Endflächen
eines als Stab 11 verwendeten Nd : YAG-Kristalls mit einer
AR-Beschichtung (Antireflexionsbeschichtung) versehen sind zum Verbessern
der Übertragung
im Hinblick auf jede der Lichtstrahlen mit 1.064 nm, 1.123 nm und
1.319 nm.
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Wenn der Stab 11 erregt
wird, ist Licht mit 1.319 nm zwischen den HR 14a und 14d in
Resonanz und wird von dem auf der optischen Achse L2 bereitgestellten
NLC 13a in seine zweite Harmonische umgewandelt, in Licht
mit 659 nm. Der so erzeugte Laserstrahl mit 659 nm kann durch den
Ausgangsspiegel 15 hindurch treten und in die Faser 5 eintreten.
Dann wird der über
die Faser 5 an die Schlitzlampe 4 abgegebene Laserstrahl
von einer Abstrahlschnittstelle der Schlitzlampe 4 zu dem
Auge des Patienten abgestrahlt.
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[Verfahren zum Ausstrahlen
eines Laserstrahls von 532 nm]
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Ein Bediener bedient den Schalter 2a,
um "grün" (532 nm) als Farbe
(Wellenlänge)
eines in einer chirurgischen Operation zu verwendenden Laserstrahls
auszuwählen.
Der Steuerabschnitt 20 treibt die Antriebsvorrichtung 21a um
den HR 14e auf die optische Achse L2 zu bewegen (siehe 3). Beim Empfang eines Triggersignals
von dem Fußschalter 3 legt
der Steuerabschnitt 20 elektrischen Strom an die LD 12
an, um dadurch den Stab 11 zu erregen.
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Wenn der Stab 11 erregt
wird, ist Licht mit 1.064 nm zwischen den HR 14a und 14b in
Resonanz und wird von dem auf der optischen Achse L3 bereitgestellten
NLC 13b in seine zweite Harmonische umgewandelt, in Licht
mit 532 nm. Der so erzeugte Laserstrahl mit 532 nm kann durch den
Ausgangsspiegel 15 hindurch treten und in die Faser 5 eintreten.
Dann wird der über
die Faser 5 an die Schlitzlampe 4 abgegebene Laserstrahl
von einer Abstrahlschnittstelle der Schlitzlampe 4 zu dem
Auge des Patienten abgestrahlt.
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[Verfahren zum Ausstrahlen
eines Laserstrahls von 561 nm]
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Ein Bediener bedient den Schalter 2a,
um "gelb" (561 nm) als Farbe
(Wellenlänge)
eines in einer chirurgischen Operation zu verwendenden Laserstrahls
auszuwählen.
Der Steuerabschnitt 20 treibt die Antriebsvorrichtung 21b um
den HR 14f auf die optische Achse L2 zu bewegen. Wenn zur
letzten Abstrahlungszeit der Laserstrahl mit 532 nm ausgewählt war,
wird der HR 14e dabei aus der optischen Achse L2 entfernt.
Beim Empfang eines Triggersignals von dem Fußschalter 3 legt der
Steuerabschnitt 20 elektrischen Strom an die LD 12 an,
um dadurch den Stab 11 zu erregen.
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Wenn der Stab 11 erregt
wird, ist Licht mit 1.123 nm zwischen den HR 14a und 14c in
Resonanz und wird von dem auf der optischen Achse L4 bereitgestellten
NLC 13c in seine zweite Harmonische umgewandelt, in Licht
mit 561 nm. Der so erzeugte Laserstrahl mit 561 nm kann durch den
Ausgangsspiegel 15 hindurch treten und in die Faser 5 eintreten.
Dann wird der über
die Faser 5 an die Schlitzlampe 4 abgegebene Laserstrahl
von einer Abstrahlschnittstelle der Schlitzlampe 4 zu dem
Auge des Patienten abgestrahlt.
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Entsprechend den obigen Verfahren
können Laserstrahlen
mit den verschiedenen Wellenlängen 659
nm (rot), 532 nm (grün)
und 561 nm (gelb) erzielt werden. In der vorliegenden Ausführungs form
ist es erwünscht,
dass die Reflexionseigenschaft des HR 14d zum Oszillieren
des Laserstrahls von 659 nm einen Reflexionsfaktor von 50% oder
weniger aufweist im Hinblick auf Licht der Oszillationslinien mit
kurzen Wellenlängen
von 1.123 nm oder weniger, die unter den von dem ND : YAG-Kristall
ausgestrahlten Oszillationslinien einen höheren Gewinn als 1.390 nm haben,
und einen Reflexionsfaktor von 20% oder weniger im Hinblick auf
das Licht mit 1.064 nm.
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Wie in dem obigen Fall ist es erwünscht, dass
die Reflexionseigenschaft des HR 14c (HR 14f) zum
Oszillieren des Laserstrahls von 561 nm einen Reflexionsfaktor von
50% oder weniger aufweist im Hinblick auf das Licht der Oszillationslinien
mit kurzen Wellenlängen
von 1.115,9 nm oder weniger, die unter den von dem Nd : YAG-Kristall
ausgestrahlten Oszillationslinien einen höheren Gewinn als 1.123 nm aufweisen,
und einen Reflexionsfaktor von 20% oder weniger im Hinblick auf
das Licht von 1.064 nm. Es sei angemerkt, dass das Licht von 1.115,9
nm aus den Oszillationslinien von dem Nd : YAG-Kristall in der Wellenlänge nahe
bei dem Licht mit 1.123 nm liegt. Es kann daher schwierig sein,
die Reflexionseigenschaft des HR 14c mit einem Unterschied
des Reflexionsfaktors zwischen diesen eng beieinander liegenden
Wellenlängen
zu erzielen. In diesem Fall wird wie in 4 dargestellt zwischen dem NLC 13c und
dem HR 14f ein wellenlängenselektives
Element 30 wie z. B. ein Etalon bereitgestellt, wodurch
selektiv Licht mit 1.123 nm weggenommen wird.
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In der obigen Ausführungsform
werden das zweite und dritte optische Resonanzsystem gebildet, indem
die Totalreflexionsspiegel (HR 14e und 14f) in den
optischen Pfad des ersten optischen Resonanzsystems eingesetzt werden.
Statt dessen können
die in 5 und 6 dargestellten Abwandlungen
verwendet werden.
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Zunächst wird eine in 5 dargestellte Abwandlung
erklärt.
Die Elemente, die durch ähnliche Bezugszeichen
wie die in 1 und 4 bezeichnet sind, haben
dieselbe Funktion und ihre Beschreibungen unterbleiben.
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Bezugszeichen 14g bezeichnet
einen Totalreflexionsspiegel (HR) mit denselben Eigenschaften wie
der HR 14a, und er ist auf der Achse L2 in einem vorbestimmten
Winkel angeordnet. Dieser HR 14g ist so aufgebaut, dass
er durch eine Antriebsvorrichtung 21c, die aus einem Antriebsmittel
(z. B. einem Pulsmotor oder dergleichen) gebildet ist, die in der
Lage ist, ein Antriebsausmaß zu
erfassen, auf der optischen Achse L2 bewegt werden kann. Der HR 14g wird
so bewegt, dass seine reflektierende Oberfläche jeweils auf jedem Schnittpunkt
zwischen der Achse L2 und den Achsen L3, L4 und L5 positioniert
wird, um das optische Resonanzsystem zum Ausstrahlen von Laserstrahlen
mit verschiedenen Wellenlängen zu
bilden. Genauer gesagt: wenn die reflektierende Oberfläche des
HR 14g an dem Schnittpunkt zwischen den Achsen L2 und L5
angeordnet ist, bilden die HR 14a und 14d ein
Paar von Resonanzspiegeln, zwischen denen der Stab 11 eingeschlossen
ist, wodurch ein optisches Resonanzsystem gebildet wird, das einen
Laserstrahl mit 659 nm erzeugen kann. Wenn die reflektierende Oberfläche des
HR 14g an dem Schnittpunkt zwischen den Achsen L2 und L4 positioniert
ist, wird ein optisches Resonanzsystem gebildet, das einen Laserstrahl
mit 561 nm erzeugen kann. Wenn die reflektierende Oberfläche des
HR 14g alternativ dazu an dem Schnittpunkt zwischen den
Achsen L2 und L3 positioniert ist, wird ein optisches Resonanzsystem
gebildet, das einen Laserstrahl mit 532 nm erzeugen kann. In den
obigen Fällen
bilden die optischen Pfade der Achsen L3, L4 und L5, die jeweils
einer Reflexionsrichtung der Achse L2 über den HR 14g entsprechen,
einzelne optische Resonanzpfade der obigen optischen Resonanzsysteme.
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In dem in 5 dargestellten optischen System sind
die Achsen L3, L4 und L5 parallel zueinander entworfen (angeordnet).
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Somit können unter Verwendung des HR 14g die
Resonatoren für
Laserstrahlen verschiedener Wellenlängen einfach dadurch eingestellt
werden, dass der HR 14g auf der Achse L2 bewegt wird, ohne
dass die Winkelstellung des HR 14g geändert werden muss. Demzufolge
kann die Ausrichtungsgenauigkeit leicht sichergestellt werden, wenn
nur die Bewegung des HR 14g auf der Achse sorgfältig durchgeführt wird.
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Es sei angemerkt, dass die Bezugszeichen 22a und 22b Grenzsensoren
bezeichnen zum Erfassen der Grenzen der Bewegung des HR 14g und zum
Bestimmen der Position, die als Referenz für die Bewegungen dient. Wenn
die Position des HR 14g zum Bilden des Resonators antriebsgesteuert
wird, bewirkt der Steuerabschnitt 20 zuerst, dass die Antriebsvorrichtung 21c den
HR 14g beim Einschalten der Vorrichtung in die Position
bewegt, in der er von dem Grenzsensor 22a (oder 22b)
erfasst wird. Der HR 14g wird dann mit einem vorbestimmten
Antriebsausmaß von
der ersten Position, die als Referenzposition dient, zu einer anderen
Position bewegt, bei der der Laserstrahl mit einer ausgewählten Wellenlänge ausgegeben
werden kann (dem Schnittpunkt zwischen der Achse L2 und der Achse
L3, L4 bzw. L5).
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Um die Ausstrahlungseffizienz des
Laserstrahls weiter zu verbessern, wird ein an einer Ausgangsseite
des Ausgangsspiegels 15 bereitgestellter nicht dargestellter
Sensor in der folgenden Weise verwendet: Nachdem der HR 14g wie
oben beschrieben in die Position bewegt worden ist, in der der Laserstrahl
mit der ausgewählten
Wellenlänge
ausgegeben werden soll, erfasst der Sensor die Ausgangsleistung
des Laserstrahls, und dann wird bewirkt, dass der HR 14g sich
leicht entlang der Achse L2 bewegt, um seine Position so einzustellen,
dass die höchste
Ausgangsleistung des Laserstrahls erfasst wird. Das macht es möglich, die
Ausstrahlung des Laserstrahls effizienter durchzuführen. Es
sei angemerkt, dass ein herkömmlicherweise
in der Laservorrichtung zum Erfassen der Ausgangsleistung der Vorrichtung
bereitgestellter Sensor als Sensor zum Erfassen der Ausgangsleistung
des Laserstrahls verwendet werden kann.
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6 zeigt
eine weitere Abwandlung, die ein optisches System veranschaulicht,
bei dem ein einzelner Totalreflexionsspiegel in seiner Winkelstellung verändert wird,
um Laserstrahlen von drei verschiedenen Wellenlängen auszustrahlen. Die durch
gleiche Bezugszeichen wie in der obigen Ausführungsform bezeichneten Elemente
haben dieselben Funktionen und ihre Beschreibungen unterbleiben.
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Bezugszeichen 14h bezeichnet
einen Totalreflexionsspiegel HR mit denselben Reflexionseigenschaften
wie der HR 14a. Bezugszeichen 21d ist eine Antriebsvorrichtung,
die aus Antriebsmitteln (z. B. einem Pulsmotor oder dergleichen)
gebildet ist, die ein Antriebsausmaß erkennen kann. Diese Antriebsvorrichtung 21d kann
den HR 14h um die Achse senkrecht zu der Achse L2 angetrieben
drehen (nämlich um
die Achse, die durch einen Punkt A geht und senkrecht zu dem Zeichnungspapier
steht). Das Antriebsausmaß der
Antriebsvorrichtung 21d wird von dem Steuerabschnitt 20 gesteuert.
In 6 sind die Achsen
L3, L4 und L5 so entworfen, dass sie einander auf dem Schnittpunkt
A auf der Achse L2 schneiden. In diesem Punkt A ist die reflektierende
Oberfläche
des HR 14h angeordnet. Durch Verändern der Winkelstellungen
der reflektierenden Oberfläche
des HR 14g bilden die optischen Pfade der Achsen L3, L4 und
L5, die den Reflexionsrichtungen der reflektierenden Oberfläche in den
jeweiligen Stellungen entsprechen, einzelne optische Resonanzpfade
des optischen Resonanzsystems.
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Bei der Antriebssteuerung der Position
des HR 14h, um jedes der optischen Resonanzsysteme zum
Ausstrahlen des Laserstrahls mit einer entsprechenden Wellenlänge zu bilden,
bewirkt der Steuerabschnitt zunächst,
dass die Antriebsvorrichtung 21d beim Einschalten der Vorrichtung
den HR 14h auf eine vorbestimmte Winkelstellung zurückdreht.
Anschließend
wird der HR
14h von der ersten Position aus, die als Referenzwinkelstellung
dient, in eine andere Winkelstellung angetrieben gedreht, die zum Ausstrahlen
eines Laserstrahls mit einer ausgewählten Wellenlänge erforderlich
ist. Insbesondere wenn die Winkelposition der reflektierenden Oberfläche des
HR 14h so geändert
wird, dass die Reflexionsrichtung der Achse L2 der Achse L5 entspricht,
bilden die HR 14a und 14d als Paar einen Resonator,
wobei der Stab 14 und dergleichen dazwischen dazwischenliegen,
wodurch ein optisches Resonanzsystem aufgebaut wird, das einen Laserstrahl
mit 659 nm erzeugen kann. Wenn die Reflexionsrichtung der Achse
L2 der Achse L4 entsprechend gemacht wird, wird ein optisches Resonanzsystem
gebildet, das einen Laserstrahl mit 561 nm erzeugen kann. Wenn die Reflexionsrichtung
der Achse L2 der Achse L3 entsprechend gemacht wird, wird weiterhin
ein optisches Resonanzsystem gebildet, das einen Laserstrahl mit
532 nm erzeugen kann. Es sei angemerkt, dass das Einstellen des
HR 14h auf eine vorbestimmte Winkelstellung (die Referenzwinkelstellung) durchgeführt werden
kann, indem die Winkelstellung des HR 14h durch die oben
genannten Grenzsensoren und dergleichen festgestellt wird.
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Zum Verbessern der Ausstrahlungseffizienz des
Laserstrahls kann wie oben erwähnt
der Sensor zum Erfassen der Ausgangsleistung des Laserstrahls verwendet
werden, um einen Feinabgleich des HR 14h auf die Winkelstellung
durchzuführen, bei
der die höchste
Ausgangsleistung des Laserstrahls erfasst wird.
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Die vorliegende Erfindung kann in
anderen spezifischen Formen ausgebildet sein, ohne dass von ihren
wesentlichen Eigenschaften abgewichen wird. Die Vorrichtung in der
obigen Ausführungsform ist
z. B. so angeordnet, dass sie einen Laserstrahl mit einer aus drei
verschiedenen Wellenlängen
ausgewählten
Wellenlänge
ausstrahlt, aber sie ist nicht darauf eingeschränkt. Die Wellenlängen des
auszustrahlenden Laserstrahls kann aus mehreren Wellenlängen ausgewählt werden,
z. B. zwei Wellenlängen, vier
Wellenlängen
und mehr. Jedes der optischen Resonanzsysteme, die jeweils aus den
HR 14a und 14b, den HR 14a und 14c,
und den HR 14a und 14d aufgebaut sind, können so
entworfen sein, dass sie in der optischen Anordnung eine für eine entsprechende
Wellenlänge
geeignete Länge
haben.
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Wie oben beschrieben, wird entsprechend der
vorliegenden Erfindung die Anzahl von optischen Bestandteilen, die
zum Auswählen
der Wellenlänge bewegt
werden, auf einem Minimum gehalten, was eine Ausrichtungsabweichung
dieser optischen Bestandteile verringern kann. Weiterhin kann die
Länge in
der optischen Anordnung zwischen den Resonatoren für eine entsprechende
Wellenlänge
geeignet festgelegt werden.
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Die obige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wurde für
den Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt. Es ist
nicht beabsichtigt, dass sie erschöpfend ist oder die Erfindung
auf die genaue offenbarte Form einschränkt, und Abwandlungen und Variationen
sind im Licht der obigen Lehre möglich
oder können
aus der Praxis der Erfindung gewonnen werden. Die Ausführungsform
ist gewählt
und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische
Anwendung zu erklären,
um es einem technischen Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung in verschiedenen
Ausführungsformen
und mit verschiedenen Abwandlungen zu verwenden, wie es für den betreffenden
Sondergebrauch geeignet ist. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang
der Erfindung durch die hieran angehängten Ansprüche definiert ist.