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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Laserbehandlungsgerät zum Ausführen einer
Behandlung durch Bestrahlen eines befallenen Teiles mit einem Laserstrahl.
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2. Beschreibung der zugehörigen Technik
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Es
gibt ein Laserbehandlungsgerät,
das zum Behandeln mit einem Behandlungslaserstrahl (hier im folgenden "ein Behandlungsstrahl") zum Bestrahlen
eines befallenen Teiles des Fundus eines Patientenauges und anderer
benutzt wird. Bei dieser Art von Gerät wird ein Zielstrahl einer
unterschiedlichen Wellenlänge
(Farbe) von dem Behandlungsstrahl allgemein benutzt.
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Die
Benutzung des Zielstrahles mit im wesentlichen der gleichen Wellenlänge (Farbe)
wie der Behandlungsstrahl ist jedoch bequemer, da die Durchlaßeigenschaften
des Behandlungsstrahles beobachtet werden können und durch die Benutzung des
Zielstrahles bestätigt
werden können.
Wenn zum Beispiel ein optisches Zwischenmedium wie eine kristalline
Linse und ein Glaskörper
getrübt
ist, unterscheidet sich die Durchlässigkeitseigenschaft des Behandlungsstrahles
stark in Abhängigkeit
von den Wellenlängen
(Farben) des Behandlungsstrahles.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist gemacht worden in Hinblick auf die obigen
Umstände
und weist als eine Aufgabe auf, die obigen Probleme zu überwinden
und ein Laserbehandlungsgerät
vorzusehen, das leicht und effektiv einen Zielstrahl der gleichen Wellenlänge (Farbe)
wie die eines Behandlungslaserstrahles erzeugen kann.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden zum Teil in der Beschreibung,
die folgt, angegeben, und zum Teil sind sie offensichtlich aus der Beschreibung,
oder sie können
durch Ausführen
der Erfindung erfahren werden. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung
können
realisiert und erzielt werden mittels der Instrumente und Kombinationen,
die teilweise in den beigefügten
Ansprüchen
ausgeführt sind.
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Zum
Erzielen des Zweckes der Erfindung ist ein Laserbehandlungsgerät vorgesehen
zum Ausführen
einer Behandlung durch Bestrahlen eines befallenen Teiles mit einem
Laserstrahl, wobei das Gerät aufweist:
eine Laserquelle, die einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge in einem
sichtbaren Wellenlängenbereich
emittiert; ein Polarisationsteilerteil, das den von der Laserquelle
emittierten Laserstrahl in eine P-polarisierte Komponente und eine
S-polarisierte Komponente teilt; und ein Polarisationskombinationsteil,
das optische Achsen der aufgeteilten Komponenten in einer vorbestimmten
Positionsbeziehung kombiniert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
begleitenden Zeichnungen, die in dieser Beschreibung eingefügt sind
und einen Teil davon darstellen, stellen eine Ausführungsform
der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern der
Aufgaben, Vorteile und Prinzipien der Erfindung.
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In
den Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische äußere Ansicht
eines Laserbehandlungsgerätes
in einer Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine schematische Ansicht, die ein optisches System zeigt, das in
dem Inneren des Gerätes
vorgesehen ist;
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3 ist
ein Blockschaltbild, das ein Steuersystem des Gerätes zeigt;
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4 ist
eine schematische Ansicht, die ein Modifikationsbeispiel des optischen
Systems des Gerätes
zeigt; und
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5 ist
eine schematische Ansicht, die ein anderes Modifikationsbeispiel
des optischen Systems des Gerätes
zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Laserbehandlungsgerätes, das
die vorliegende Ausführungsform
ausführt, wird
nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen gegeben.
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1 ist
eine perspektivische externe Ansicht eines Laserfotokoagulationsgerätes in der
vorliegenden Ausführungsform.
Bezugszeichen 1 ist eine Haupteinheit des Gerätes, in
der eine Laserquelle und ein optisches System zum Ermöglichen,
daß ein
Laserstrahl auf eine optische Faser 2 auffällt. Bezugszeichen 3 ist
ein Steuerkasten zum Einstellen und Darstellen von Fotokoagulationsbedingungen (Laserbestrahlungsbedingungen)
wie eine Laserausgangsleistung, eine Bestrahlungsdauer und eine Wellenlänge des
Laserstrahls und Anzeigen des Status des Gerätes. Bezugszeichen 4 ist
ein Spaltlampenlieferer zum Bestrahlen des Laserstrahles auf einen
befallenen Teil eines Patientenauges, während ermöglicht wird, daß ein Operateur
das Patientenauge beobachtet. Dieser Spaltlampenlieferer 4 ist
mit einem Laserbestrahlungsteil 5 zum Strahlen des Laserstrahles,
der durch die optische Faser 2 geliefert ist, einem Beleuchtungsteil 6 zum
Beleuchten des Patientenauges und einem zweiäugigen Mikroskop 4a zur
Beobachtung des Patientenauges versehen. Bezugszeichen 4 ist
ein Fußschalter
zum Erzeugen eines Auslösesignals
für die
Laserbestrahlung.
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2 ist
eine schematische Ansicht, die ein optisches System erläutert, das
in dem Inneren der Haupteinheit 1 des Gerätes vorgesehen
ist. 3 ist ein Blockschaltbild eines Steuersystems
des Gerätes.
Bezugszeichen 9 ist eine Laserquelle, die intern mit einem
Nb:YAG-Kristall, der als ein Festkörperlaser medium dient, einem
Diodenlaser, der als Anregungslichtquelle dient, und einem nichtlinearen
Kristall, der als Wellenlängenkonverter
dient, versehen. Der Nb:YAG-Kristall emittiert Lichtstrahlen mit
einer Mehrzahl von verschiedenen Oszillationslinien (Spitzenwellenlängen) in
einem Nahinfrarotbereich durch Anregen von Licht von dem Diodenlaser.
Der nichtlineare Kristall wird benutzt zum Erzeugen der zweiten harmonischen
Wellen der drei Oszillatorlinien von ungefähr 1.064 nm, ungefähr 1.123
nm und ungefähr 1.319
nm, die höher
in der Ausgangsleistung aus der Mehrzahl von Oszillatorlinien sind,
wodurch Laserstrahlen von drei Farben mit Wellenlängen in
einem sichtbaren Bereich nämlich
ungefähr
532 nm (grün), ungefähr 561 nm
(gelb) und ungefähr
659 nm (rot) emittiert werden.
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Bezugszeichen 10 ist
ein Sicherheitsverschluß,
der aus einem optischen Pfad durch Treiben einer Treibereinrichtung 61 entfernt
wird zum Ermöglichen,
daß der
Laserstrahl entlang des optischen Pfades geht, und der alternativ
in den optischen Pfad in einem vorbestimmten Fall zum Beispiel bei
dem Auftreten eines unnormalen Falles zum Unterbrechen des Laserstrahles
eingeführt
wird. Das Öffnen und
Schließen
dieses Sicherheitsverschlusses 10 wird durch einen Verschlußsensor 10a erfaßt.
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Bezugszeichen 11 ist
ein Polarisator, z.B. ein Polarisationsstrahlenteiler, der den Laserstrahl
von der Laserquelle 9 in eine P-polarisierte Komponente und
eine S-polarisierte Komponente teilt. In vielen Fällen emittieren
die für
die Behandlung zu benutzenden Laserquellen linear polarisiertes
Licht mit einem P-zu-S-Polarisationsverhältnis von ungefähr 1.000:1. Somit
kann eine S-polarisierte Komponente von ungefähr 1/1.000 herausgenommen werden,
so daß eine
Lichtmenge, die für
den Zielstrahl benötigt
wird, mit einem niedrigen Verlust geteilt werden kann.
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Die
P-polarisierte Komponente, die als ein Behandlungslaserstrahl benutzt
wird (hier im folgenden "ein
Behandlungsstrahl")
geht durch den Polarisator 11 und darauf folgend entlang
einer optischen Achse L1. Auf dieser optischen Achse L1 ist ein
Verschluß 17 für den Behandlungsstrahl
vorgesehen. Dieser Verschluß 17 ist
in den optischen Pfad durch Treiben einer Treibereinrichtung 67 zum
Unterbrechen des Behandlungsstrahles, wenn der Behandlungsstrahl
nicht benötigt
wird, eingeführt.
Das Öffnen
und Schließen
des Verschlusses 17 wird durch einen Verschlußsensor 17a erfaßt.
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Die
als Zielstrahl benutzte S-polarisierte Komponente wird durch den
Polarisator 11 und einen Spiegel 12 in der Reihenfolge
reflektiert und geht dann entlang einer optischen Achse L2. Auf
dieser optischen Achse L2 ist eine Kompensationslinse 13 zum
Kompensieren einer Differenz in der optischen Länge zwischen den optischen
Achsen L1 und L2 vorgesehen. Bevorzugt ist ein Verschluß 14 auch
für den
Zielstrahl auf der optischen Achse L2 vorgesehen. Wenn der Zielstrahl
nicht benötigt
wird, wird der Verschluß 14 in
den optischen Pfad durch Treiben einer Treibereinrichtung 64 zum
Unterbrechen des Zielstrahls eingeführt. Das Öffnen und Schließen des Verschlusses 14 wird
durch einen Verschlußsensor 14a erfaßt. Die
S-polarisierte Komponente, die durch den Verschluß 14 gegangen
ist, wird durch einen Spiegel 15 zu einem Polarisator 16 reflektiert,
der den P-polarisierten Strahl und den S-polarisierten Strahl wieder
in einem koaxialen Strahl kombiniert.
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Der
Polarisator 16 ermöglicht
dem P-polarisierten Strahl, der entlang der optischen Achse L1 geht,
durchzugehen, während
er den S-polarisierten Strahl reflektiert, der entlang der optischen
Achse L2 geht, wodurch ein kombinierter Laserstrahl erzeugt wird.
Das Bezugszeichen 22 ist eine Lichtkondensatorlin se, die
den Laserstrahl auf ein einfallendes Ende der optischen Faser 2 konvergiert
und ermöglicht,
daß der
Laserstrahl darauf auftritt. Der in dem Spaltlampenlieferer 4 durch
die optische Faser 2 gelieferte Laserstrahl wird durch
das Laserbestrahlungsteil 5 auf einen befallenen Teil eines
Patientenauges gestrahlt.
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In 3 ist
das Bezugszeichen 60 ein Steuerteil, mit dem die Laserquelle 9,
der Fußschalter 7, der
Steuerkasten 6, jeder Sensor, jede Treibereinrichtung und
andere verbunden sind. In dem Steuerkasten 3 ist ein Drehknopf 3a zum
Einstellen der Laserausgabeleistung des Behandlungsstrahles, ein Schalter 3b zum
Einstellen einer Lichtmenge des Zielstrahles, ein Farbschalter 3c zum
Auswählen (Einstellen)
einer Wellenlänge
(Farbe) des Behandlungsstrahles und des Zielstrahles und ein Schalter 3d zum
Schalten eines Betriebsmodus des Gerätes zwischen einem Laserbestrahlungsfreigabezustand (ein
Fertig-Modus) und
einem Laserbestrahlungssperrzustand (ein Bereitschafts-Modus) vorgesehen. Zusätzlich ist
der Steuerkasten 3 mit Schaltern zum Einstellen von Fotokoagulationsbedingungen,
zum Beispiel einer Dauer der Laserbestrahlung und eines Zeitintervalls
der Laserbestrahlung und ein Anzeigeteil, das nicht in 3 gezeigt
ist, vorgesehen. Der Verschluß 17 für den Behandlungsstrahl
wird für
die eingestellte Bestrahlungsdauer geöffnet, wenn der Fußschalter 7 niedergedrückt ist.
Der Verschluß 14 für den Zielstrahl
wird geöffnet,
wenn der Schalter 3b eingeschaltet wird (wobei der Zielstrahl
nicht Null ist).
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Der
Betrieb des Gerätes
mit der obigen Struktur wird unten erläutert.
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Zur
Laserbestrahlung betätigt
der Operateur jeden Schalter auf dem Steuerkasten 3 zum
Einstellen im voraus der Fotokoagulati onsbedingungen, zum Beispiel
Auswahl der Wellenlänge
des Behandlungsstrahls und des Zielstrahls, der Laserausgabeleistung,
einer Bestrahlungsdauer. Die Auswahl einer Wellenlänge des
Behandlungsstrahls und des Zielstrahls wird unter Benutzung des
Farbschalters 3c zum Auswählen einer Wellenlänge (rot,
gelb, grün) geeignet
für einen
Behandlungszweck gemacht. Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird die Erläuterung
unter der Annahme gegeben, daß der
gelbe Laserstrahl ausgewählt
ist. Nach der Auswahl der Wellenlänge wird der Laserstrahl der
ausgewählten
Wellenlänge
von der Laserquelle 9 emittiert. Der Operateur drückt den
Schalter 3d zum Ändern
des Betriebsmodus des Gerätes
von dem Bereitschafts-Modus zu dem Fertig-Modus, wodurch der Sicherheitsverschluß 10 geöffnet wird.
Wenn der Schalter 3b eingeschaltet wird, wird weiter der
Verschluß 14 durch
die Treibereinrichtung 64 geöffnet, wodurch nur dem S-polarisierten Strahl
ermöglicht
wird, der als der Zielstrahl dient, der von dem Polarisator 11 geteilt
ist, durch die optische Faser 2 zu laufen und zu dem Laserbestrahlungsteil 5 des
Spaltlampenlieferers 4 geliefert zu werden. Somit wird
der Zielstrahl auf den Augenfundus gestrahlt.
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Der
Operateur beobachtet den Fundus des Patientenauges und den Zielstrahl
durch den Spaltlampenlieferer 4, um eine Ausrichtung des
Zielstrahls in Bezug auf das befallene Teil durchzuführen. Darauf
folgend, wenn der Operateur den Fußschalter 7 niederdrückt, wird
der Verschluß 17 geöffnet. Dieses ermöglicht dem
P-polarisierten Strahl, der als der Behandlungsstrahl benutzt wird,
durch den Polarisator 16 zu gehen und mit dem S-polarisierten
Strahl, der als der Zielstrahl benutzt wird, kombiniert zu werden, und
dann wird der kombinierte Laserstrahl zu dem Laserbestrahlungsteil 5 durch
die optische Faser 2 geliefert. Somit werden der Behandlungsstrahl
und der Zielstrahl auf den Augenfundus gestrahlt. Das Steuerteil 60 steuert
die Ausgabeleistung der Laserquelle 9 so, daß die Laserausgabeleistung
des Behandlungsstrahls und die Menge des Zielstrahls auf die Einstellungen
eingestellt werden, die durch die Benutzung des Drehknopfes 3a und
den Schalter 3b auf dem Steuerkasten 3 bestimmt
sind.
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Bei
dem obigen Gerät
wird der Zielstrahl der gleichen Farbe (Wellenlänge) wie die des Behandlungsstrahles
zum Ausrichten benutzt, was die Beobachtung der Durchlässigkeitseigenschaft
des tatsächlichen
Behandlungsstrahls ermöglicht.
Der gelbe Laserstrahl wird bei der obigen Erläuterung ausgewählt; wenn
die Durchlässigkeitseigenschaft
jedoch stark unterschiedlich in Abhängigkeit von den Laserwellenlängen wird,
wählt der
Operateur einen geeigneten Laserstrahl aus einem grünen, gelben und
roten Laserstrahl, in dem jede Durchlässigkeitseigenschaft beobachtet
wird.
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4 ist
eine schematische Ansicht, die ein Modifikationsbeispiel des optischen
Systems des Apparates zeigt. In manchen Fällen kann der Festkörperlaser
wie ein Nb:YAG-Laser eine befriedigendere Stabilität vorsehen,
wenn der Laser an einer festen Ausgabeleistung betrieben wird. In
diesem Fall ist das in 4 gezeigte Modifikationsbeispiel
eine 1/2-Wellenplatte 32 auf der optischen Achse L1 vorgesehen,
und eine andere 1/2-Wellenplatte 31 ist
auf der optischen Achse L2 vorgesehen, so daß die entsprechenden Lichtmengen
(Leistungen) des Behandlungsstrahls und des Zielstrahls gesteuert
werden können.
In 4 sind entsprechende Elemente, die jenen des in 2 gezeigten
optischen Systems entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen
bezeichnet.
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Wenn
die 1/2-Wellenplatten 31 und 32 gedreht werden,
wird eine Polarisationsebene eines jeden Strahls, der durch jede
Platte geht, gedreht. Folglich kann ein Polarisationsverhältnis (P/S)
in jedem Strahl frei geändert
werden. Der Polarisator 16 kombiniert nur den P-polarisierten
Strahl, der durch die 1/2-Wellenplatte 32 gegangen
ist, und den S-polarisierten Strahl, der durch die 1/2-Wellenplatte 31 gegangen
ist, und richtet den kombinierten Laserstrahl in die optische Faser 2.
Genauer, der Polarisator 16 dient nicht nur zum Kombinieren
des P-polarisierten
Strahls zur Behandlung und des S-polarisierten Strahls zum Zielen,
sondern dient auch als ein Abschwächungsglied in Kombination
mit den 1/2-Wellenplatten 31 und 32 zum Steuern
jeder Lichtmenge. Es ist anzumerken, daß der S-polarisierte Strahl, der durch die 1/2-Wellenplatte 32 gegangen ist,
von dem Polarisator 16 reflektiert wird, und der P-polarisierte Strahl,
der durch die 1/2-Wellenplatte 31 gegangen ist, kann durch
den Polarisator 16 gehen, und beide polarisierte Strahlen
gehen in einen Diffusor 33. Das heißt, der Diffusor 33 dient
zum Absorbieren des Laserstrahls, der nicht länger benötigt wird, zum Verringern der
Ausgabe des Behandlungsstrahls und des Zielstrahls.
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Die
Laserausgabeleistung des Behandlungsstrahls wird durch den Drehknopf 3a eingestellt, und
die Lichtmenge des Zielstrahls wird durch den Schalter 3b gesetzt.
Die 1/2-Wellenplatte 32 wird durch ein Treiberteil 32a gedreht,
und die 1/2-Wellenplatte 31 wird durch ein Treiberteil 31a gedreht.
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5 ist
eine schematische Ansicht, die ein anderes Modifikationsbeispiel
des in 4 gezeigten optischen Systems zeigt. Dieses optische
System ist derart angeordnet, daß der Spiegel 15 und
der Polarisator 16 in dem optischen System von 4 vertauscht
sind zum Vorsehen der optischen Pfade gleicher Länge zwischen den Polarisatoren 11 und 16. Die
optischen Pfade gleicher Länge
können
die Notwendigkeit der Kompensati onslinse 13 beseitigen, die
auf der optischen Achse L2 vorgesehen ist.
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Bei
der obigen Ausführungsform
kann ein Polarisationsfilter anstelle der 1/2-Wellenplatte 31 vorgesehen
sein, die auf der optischen Achse L2 vorgesehen ist. In diesem Fall
wird das Polarisationsfilter zum Drehen angetrieben, wodurch die
Lichtmenge des Zielstrahls zum Steuern der Lichtmenge abgeschwächt wird.
Anstelle der 1/2-Wellenplatte 31 kann alternativ ein variables
Dichtefilter, das kontinuierlich optische Dichte im Uhrzeigersinn
variiert, vorgesehen werden. In diesem Fall wird das variable Dichtefilter
zum Drehen angetrieben, wodurch die Lichtmenge des Zielstrahls abgeschwächt wird
zum Steuern der Lichtmenge.
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Weiterhin
kann eine Brewster-Platte als der Polarisator benutzt werden. Diese
Brewster-Platte hat einen Vorteil des Verursachens eines geringen Verlustes
in Bezug auf linear polarisiertes Licht auf.
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Das
Polarisationsverhältnis
des S-polarisierten Strahls zum Zielen zu dem P-polarisierten Strahl zur
Behandlung, die durch den Polarisator 11 geteilt werden,
muß nur
ungefähr
in dem gleichen Bereich wie ein Abschwächungsverhältnis eines Abschwächungsfilters
sein, das herkömmlicherweise
benutzt wird, so daß die
obige Struktur effektiv benutzt werden kann.
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Obwohl
der S-polarisierte Strahl als der Zielstrahl in der obigen Ausführungsform
benutzt wird, kann statt dessen der P-polarisierte Strahl als der Zielstrahl
benutzt werden, wenn der P-polarisierte Strahl niedriger in dem
Wert des Polarisationsverhältnisses
als der S-polarisierte Strahl in Zusammen hang mit der linearen Polarisation
des Laserstrahls von der Laserquelle und der Anordnung des Polarisators 11 wird.
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Wie
oben beschrieben wurde kann gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Zielstrahl der gleichen Wellenlänge (Farbe) wie der Behandlungsstrahl mit
niedrigem Verlust auf einfache Weise erhalten werden. Zusätzlich kann
der Mechanismus zum Steuern der Ausgabeleistung des Behandlungslaserstrahls
und des Zielstrahls wirtschaftlich strukturiert sein.
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Während die
gegenwärtig
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden ist, ist
zu verstehen, daß diese
Offenbarung nur zum Zwecke der Darstellung dient und daß verschiedene Änderungen
und Modifikationen gemacht werden können, ohne daß der Umfang
der Erfindung verlassen wird, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist.