DE69029891T2

DE69029891T2 - Elektronisch gepulstes Lasersystem

Info

Publication number: DE69029891T2
Application number: DE69029891T
Authority: DE
Inventors: Peter Keenan; Robert J Rorden; Hank Thedick
Original assignee: Coherent Inc
Current assignee: Coherent Inc
Priority date: 1989-10-27
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2010-10-27
Also published as: EP0425309A3; JPH03171786A; DE69029891D1; IL96089A0; EP0425309A2; IL96089A; EP0425309B1

Description

Die Erfindung betrifft ein gepulstes Lasersystem, umfassend einen Laser; eine an den Laser angeschlossene gesteuerte Stromversorgungseinrichtung, um einen gesteuerten Leistungspuls diesem derart zuzuführen, daß der Laser in Ansprechen darauf einen Ausgangsstrahlpuls erzeugt; eine an die gesteuerte Stromversorgungseinrichtung angeschlossene Steuereinrichtung, um dieser Steuersignale zuzuführen, wobei die gesteuerte Stromversorgungseinrichtung derart ist, daß sie Leistungspulse in Ansprechen auf die Steuersignale und mit einer durch die Steuersignale festgelegten Dauer erzeugt; und eine Einrichtung zum Erzeugen eines analogen Signals, welches die Strahlausgangsleistung des Lasers darstellt.
Es ist üblich, Dauerstrich-Lasersysteme für die ophtalmische Chirurgie und andere medizinische Anwendungen zu verwenden. Herkömmliche Dauerstrich-Lasersysteme erzeugen jedoch große Mengen von Verlustwärme, wenn sie in derartigen Anwendungen verwendet werden, und aus diesem Grund wurden externe Kühlwasserversorgungen (oder andere externe Kühleinrichtungen) benutzt, um die Verlustwärme abzuführen.
In einigen herkömmlichen Dauerstrich-Lasersystemen wurden mechanische Verschlußeinrichtungen im Laserstrahlengang verwendet, um den Laserausgangsstrahl mechanisch in einen gepulsten Ausgangsstrahl umzuwandeln. Derartige mechanische Verschlußeinrichtungen sind jedoch langsam. Ferner erzeugen derartige mechanische Verschlußeinrichtungen typischerweise hörbare Klick- Geräusche immer wenn der Anwender das System betätigt, was unerwünschterweise bewirken kann, daß der Patient, welcher behandelt wird, zuckt.
Ein für medizinische Anwendungen (derartige wie die Photokoagulation) in Operationssälen benutztes herkömmliches Dauerstrich-Lasersystem ist luftgekühlt und tragbar. Dieses System verwendet jedoch Ventilatoren, um heiße Luft in den Operationssaal auszustoßen, was den Raum häufig unangenehm heiß macht.
EP-A-0164751 beschreibt ein derartiges gepulstes Lasersystem, wie am Anfang vorstehend festgelegt, bei dem die gesteuerte Stromversorgungseinrichtung eine Schaltung mit einem ferroresonanten Transformator, welcher ein erstes Paar durch einen Reihenschalter an Eingangsanschlüsse mit konstanter Gleichspannung angeschlossene primäre Wicklungen aufweist, und ein zweites Paar von primären Wicklungen, welche entgegengesetzt zum ersten Paar gewickelt sind und direkt über die Eingangsanschlüsse mit konstanter Gleichspannung verbunden sind. Der Transformator weist ein Paar von in Reihe verbundener sekundärer Wicklungen auf, die an drei parallele Leistungstransistor-Ausgangsschaltungen angeschlossen sind, um diesen ein Puls variabler Breite in Ansprechen auf gepulste Steuersignale bereitzustellen, die an dem Schalter im Primärkreis anliegen. Die sekundären Wicklungen sind an die Basen und die Emitter der drei Leistungstransistoren angeschlossen. Die Kollektoren der drei Leistungstransistoren sind zusammen an einem Punkt verbunden, der an die Kathode des Lasers, welcher ein Argon- Ionenlaser ist, angeschlossen. Die Laserröhre, die parallelen Kollektor-Emitterpfade durch die Transistoren und eine zum Bereitstellen eines Stromes von 100 Ampere fähige Gleichspannungsquelle sind in Reihe miteinander verbunden. Die Steuereinrichtung umfaßt eine Steuerkonsole, eine Mikroprozessor-Steuereinrichtung, eine Zählschaltung und einen Hardwarebegrenzer. In Ansprechen auf an der Steuerkonsole eingegebene Bedienerbefehle und der Betriebsartauswahl bestimmt die Mikroprozessor- Steuereinrichtung automatisch die erforderliche Pulsbreite durch Setzen eines ersten Zählers in der Zählschaltung und der erforderlichen Pulswiederholrate durch Setzen eines zweiten Zählers in der Zählschaltung. Die Hardwarebegrenzerschaltung beschränkt die maximale Pulsbreite auf 120 Mikrosekunden und die maximale Pulwiederholrate auf 3000 pro Sekunde. Die Einrichtung zum Erzeugen eines die Strahlausgangsleistung des Lasers darstellenden analogen Signals ist eine Photozelle, die angeordnet ist, um einen Bruchteil des Strahls zu empfangen, der durch einen Strahlteiler abgespalten wurde. Die während einer derartigen Behandlung wie Koagulation oder Perforation abgegebene mittlere Leistung wird aus dem Spannungsausgang von der Photozelle während der Behandlung bestimmt.
Ein derartiges gepulstes Lasersystem wie es vorstehend am Anfang festgelegt wurde, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerte Stromversorgungseinrichtung eine analoge Rückkopplungseinrichtung zum Steuern der Amplitude jedes an dem Laser abgegebenen Leistungspulses, in Ansprechen auf das analoge Signal von der Steuereinrichtung unabhängig von der Pulsdauer umfaßt.
Eine bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt einen Laser und eine Stromversorgung, umfassend eine Einrichtung zum Modulieren der an den Laser gelieferten Leistung, um einen gepulsten Laserausgangsstrahl mit einer Pulsamplitude, einer Form und einer Dauer zu erzeugen, die vorausgewählten Parametern angepaßt sind. Die Betriebsart des Systems des elektronischen Pulsens vermindert die während des Systembetriebs erzeugte Wärmemenge, so daß das System mit einer selbstumfassenden, internen Wasserkühleinrichtung betreibbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform verwendet die Erfindung eine Argon- Laserröhre, die bei voller Dauerstrichleistung zwischen 6 und 7 Kilowatt Wärme erzeugen kann, welche aber nur 2,5 Kilowatt mittlerer Leistung während der erfindungsgemäßen Betriebsart des elektronischen Pulsens erzeugt.
Der zum Pulsen des Ausgangsstrahls verwendete elektronische Schalter-Schaltkreis ist geräuschlos und sehr viel schneller als mechanische Strahlchoppereinrichtungen (d.h. führt zu sehr viel kürzeren Pulsanstiegszeiten und -abfallzeiten). In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Pulsanstiegszeit etwa eine halbe Millisekunde und die Pulsabfallzeit ist sehr viel kürzer als eine halbe Millisekunde.
Um den Systembetrieb zu stabilisieren wird die Rückkopplung des Ausgangsstrahls in der Stromversorgungs- Steuereinrichtung verarbeitet. Falls die gemessene Ausgangsleistung nicht dem erwarteten Wert angepaßt ist, wird der Strom zum Laser verändert. Falls die gemessene Ausgangsleistung den erwarteten Wert um mehr als einen ausgewählten Betrag (d.h. 20 %) übersteigt, wird das gesamte System automatisch abgeschaltet.
Eine redundante Sicherheitseinrichtung verwendet vorzugsweise eine Abspalt-Einheit für einen Strahl zum Ableiten von zwei Probestrahlen aus dem Ausgangsstrahl. Einer dieser Probestrahlen wird durch die Stromversorgungs- Steuereinrichtung zur Verarbeitung empfangen. Der andere Probestrahl wird durch eine Sicherheitsschaltung empfangen, welche diesen (und andere Systembetriebsparameter) auf Anzeichen von unsicheren Betriebszuständen überwacht.
Die bevorzugte Ausführungsform ist insbesondere für das Verwenden bei ophtalmischen und chirurgischen Anwendungen geeignet, ist aber auch für andere Anwendungen nutzbar.
Die Erfindung wird nun mittels Beispiele mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 2 eine Blockschaltbild der Steuereinheit der Ausführungsform in Figur 1 ist,
Fig. 3 ein Blockschaltbild der Gleichstromversorgung der Ausführungsform in Figur 1 ist,
Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung eines Teils des optischen Subsystems der Ausführungsform in Figur 1 ist.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine bevorzugten Ausführungsform des Systems der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 2 und 3 beschrieben. Das System der Figur 1 umfaßt eine Keramik/Wolfram-Argon-Laserröhre 2, welche einen Ausgangsstrahl 3 emittiert, falls diese geeignet getrieben wird. Der Strahl 3 weist einen Hauptteil seines Leistungsspektrums innerhalb des Wellenlängenbereichs von 488 bis 514 Nanometer auf. In Ansprechen auf ein Steuersignal (manchmal als ein "Nur Grün"-Filtersignal bezeichnet) aus der Steuereinheit 6 (untenstehend besprochen), erzeugt der Aktuator 40 ein Steuersignal, welches bewirkt, daß das Filter 41 automatisch in den Pfad des Strahls 3 angeordnet wird. Wenn im Pfad des Strahls 3 angeordnet, läßt das Filter 41 die längeren (grünen) Wellenlängen des Strahls 3 durch und sperrt die meisten der kürzeren (blauen) Wellenlängen.
In einer alternativen Ausführungsform kann jedes aus einer Vielzahl von Lasermedien die in der Ausführungsform der Figur 1 verwendete Laserröhre 2 ersetzen. Die Erfindung kann einen zum Dauerstrichbetrieb (Continuous Wave, CW) fähigen Laser umfassen oder einen Laser (beispielsweise einen Dioden-Laser), der nicht zum CW-Betriebs geeignet ist.
In Ansprechen auf elektrische Steuersignale von der Steuerschaltung 6 liefert die Laser-Gleichstromversorgung 4 Hochspannungsleistung an die Laserröhre 2. In Ansprechen auf jedes Steuersignal liefert die Stromversorgung 4 Leistung an die Röhre 2 für eine Zeit die ausreicht, um zu bewirken, daß die Röhre 2 einen Puls gewünschter Dauer emittiert. Die Stromversorgung 4 umfaßt eine MOSFET-Durchgangsbank 78, die den Röhrenstrom an die Röhre 2 liefert, eine Röhrenstartschaltung (oder "Röhrenpulsstarter") 82 zum Bereitstellen eines Hochspannungspulses an die Anode der Röhre 2, der ausreicht, um das Medium in der Röhre zu ionisieren, eine Magnetsteuerschaltung 84 zum Steuern des Magneten 2A, der die Röhre 2 umgibt, und eine Crowbar- Schaltung 80 zum Bereitstellen eines sehr schnellen Abschaltens der Röhre 2 durch Ermöglichen eines Pfades mit niedriger Impedanz für parallel zur Röhre fließenden Strom. Die Stromversorgung 4 wird untenstehend mit Bezugnahme auf Figur 3 genauer erörtert.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung hier mit Bezugnahme auf eine Gleichstromversorgung 4 beschrieben wird, kann in anderen Ausführungsformen der Erfindung die Stromversorgung 4 durch eine andere Art von Stromversorgung (eine derartige wie eine Wechselstromversorgung) ersetzt werden. Die in dem erfindungsgemäßen System verwendete Stromversorgung muß nicht eine MOSFET-Durchgangsbank umfassen (wie in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung), sie muß aber fähig sein, Leistung an den Laser zu modulieren (in Ansprechen auf Steuersignale), um zu bewirken, daß der Laser einen Ausgangspuls emittiert mit einer Amplitude, einer Form und einer Dauer, die vorausgewählten Parametern angepaßt sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems (umfassend eine Gleichstomversorgung 4) wird durch eine Wechselstromversorgung 64 getrieben, welche entweder der einphasige Typ (vorzugsweise 208 bis 230 Volt Wechselsstrom bei 50 bis 60 Hertz verwendend) ist oder der dreiphasige Typ (vorzugsweise 195 bis 250 Volt Wechselstrom oder 380 bis 415 Volt Wechselstrom verwendend). Die Stromversorgung 64 ist elektrisch mit einem Schaltungsunterbrecher 62 verbunden (vorzugsweise ein 40 Ampere Schaltungsunterbrecher zum Verwenden mit einer einphasigen, 208 bis 230 Volt Wechselstromversorgung), mit einer Hauptkontaktschaltung 56 oder Hauptschütz 56, mit einer Relaisbaugruppe 16 (welche 34 Volt Gleichstromleistung an die Steuereinheit 6 bereitstellt), mit einem Isolationstransformator 10 (welcher 12 Volt Wechselstromleistung an die Steuereinheit 6 bereitstellt) mit einer Niedrigspannungs-Stromversorgung 12, mit einer Gleichstromversorgung 4, mit einer Kathodenheizung 14, mit einer Kühlsystempumpe 24, mit einem Kühlsystemventilator 30 und über Sicherungen 58 mit einem Hilfsleistungsausgang 60 verbunden.
Die Kathodenheizung 14 umfaßt vorzugsweise einen ferroresonanten Heiztransformator, dessen Primärwicklung mit dem Schütz 56 verbunden ist und dessen Sekundärwindung eine niedrige Wechselstromspannung (typischerweise 3 Volt Wechselstrom bei 25 Ampere) an die Kathode der Röhre 2 liefert. Die Niedrigspannungs-Stromversorgung 12 gibt vorzugsweise geregelte +5 Volt Gleichspannungs-, 12 Volt Gleichspannungs-, +15 Volt Gleichspannungs- und -15 Volt Gleichspannungsleistung (bezogen auf die Gehäusemasse) an die Steuereinheit 6 ab, die dann diese über das System verteilt. Die Schützschaltung 56 trennt die Wechselstromversorgung 64 von dem Rest des Systems in Ansprechen auf einen geeigneten Befehl, welcher von der Anzeigeeinheit 8 zur Schützschaltung 56 gesendet wird in Ansprechen auf die Betätigung eines Schlüsselschalters an der Anzeigeeinheit 8 durch den Systemanwender oder von der Steuereinheit 6 (in welcher dieser automatisch erzeugt wird nach dem Empfang eines Gefahrensignals von einem oder mehreren der Systemsensoren, umfassend die Sensoren 20, 32, 44 und 46) durch die Relaisbaugruppe 16 zur Schützschaltung 56.
Die Pumpe 24 wälzt Wasser (oder andere Kühlmittelfluide) innerhalb des geschlossenen Kühlmittelkreislaufs des Systems um. Das Wasser zirkuliert durch die MOSFET-Durchgangsbank in der Stromversorgung 4 und dann durch den Kühlmittelfilter 22, die Laserröhre 2, den Wärmetauscher 28 und den Behälter 26. Der Ventilator 30 treibt Luft durch den Wärmetauscher 28 und dann aus dem System durch eine Öffnung (nicht gezeigt), um die von der Röhre 2 und der MOSFET-Durchgangsbank an das Kühlwasser übertragene Wärme zu entfernen. Die Geschwindigkeit des Ventilators 30 wird in Ansprechen auf Signale (die vorzugsweise durch einen nicht gezeigten Temperatursensor innerhalb des Wärmetauschers 28 erzeugt werden), die die Lufttemperatur innerhalb des Wärmetauschers 28 anzeigen, gesteuert. Die Sensoren 20 und 32 erzeugen Signale, die die Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit bzw. die Temperatur anzeigen und geben diese Signale an eine CPU 100 (gezeigt in Figur 2) innerhalb der Steuereinheit 6 ab zum Verwenden bei der Erzeugung eines Steuersignals zum Sperren des Systems nach dem Auftreten von bestimmten Strömungs- und Temperaturzuständen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Steuereinheit 6 den Laser sperren, wenn der Sensor 32 eine Kühlmitteltemperatur außerhalb des Bereichs von Grad bis +65 Grad C anzeigt oder wenn der Sensor 20 eine Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit von weniger als 0,5 Gallonen pro Minute anzeigt und bewirken, daß die Anzeigeeinheit 8 geeignete Fehlermeldungen anzeigt.
Das System kann aufgrund der elektronisch gepulsten Art, in der die Röhre 2 betrieben wird, ohne externe Kühlwasserströmung arbeiten. Die Röhre 2 wird in ihren ionisierten Zustand getrieben (und in einem derartigen Zustand gehalten) in Ansprechen auf Steuerpulse endlicher Dauer, die an die MOSFET-Durchgangsbank innerhalb der Stromversorgung 4 abgegeben werden (durch die zu beschreibende Steuerungseinrichtung). Zwischen derartigen Pulsen fließt kein Röhrenstrom, und deshalb wird sehr viel weniger Wärme erzeugt als in herkömmlichen Lasersystemen, in denen der Röhrenstrom kontinuierlich an das Lasermedium abgegeben wird.
Die Steuereinheit 6 stellt eine Gesamtsystemsteuerung bereit und umfaßt einen "68000"- Mikroprozessor (verfügbar von Motorola), EPROM- und RAM- Schaltungen, A/D- und D-A-Wandlerschaltungen, Zähler/Zeitgeber, einen Überwachungszeitgeber, RS232- und RS485-Ports und digitale E/A-Schaltungen. Der Mikroprozessor führt einen Satz von dauerhaft im ROM gespeicherten Softwarebefehlen aus, um die Systemleistung zu überwachen und den Laser in Ansprechen auf Anwendereingaben sicher zu betreiben. Die Steuerschaltung 6 wird ausführlicher mit Bezugnahme auf Figur 2 untenstehend beschrieben.
Die Anzeigeeinheit 8 ist durch eine serielle Kommunikationsleitung (vorzugsweise eine RS485-Leitung, in welchem Fall die Einheit 8 einen RS485-Port umfaßt) mit der Steuereinheit 6 verbunden. Die Einheit 8 umfaßt eine Frontkonsole zum Befestigen verschiedener Systemanwender-Steuerungen- und -Anzeigen, einen "8032"-Mikroprozessor (CPU 8A in Figur 1), eine ROM-Schaltung und eine Schaltung zum Anbinden des Mikroprozessors an die Frontkonsolensteuerungen und -anzeigen. Das ROM innerhalb der Anzeigeneinheit 8 ist vorzugsweise programmiert, um drei Funktionen zu beaufsichtigen: die Kommunikation mit der Steuereinheit 6, das Aktualisieren der angezeigten Informationen (derartige wie Leistungspegel, Belichtungszeit des Patienten, Statuslampen und ähnliche) und Erfassung der Anwendereingaben (derartige wie Betriebsartenbefehle "Bereitschaft" oder "Fertig", Befehle zum Erhöhen oder Erniedrigen der Leistung, Einstellungen der Patientenbelichtung und ähnliche).
Der durch die Stromversorgung 34 getriebene Helium- Neon-Laser 36 stellt einen Helium-Neon-Zielstrahl 37 zum Verwenden beim Ausrichten des Ausgangsstrahls 3 des Laser 2 bereit. Der Zielstrahl 37 wird durch den schwenkbaren Spiegel 43 so gerichtet, daß sich dieser mit dem Anteil des Strahls 3, welcher sich durch den Spiegel 43 hindurch ausbreitet (nach rechts), vereinigt. Ein fernsteuerbarer Strahlabschwächer 38 ist im Pfad des Strahls 37 zwischen dem Laser 36 und dem Spiegel 43 angebracht. Der Abschwächer 38 kann durch ein Steuersignal aus der Einheit 40 betätigt werden, um den Strahl 37 abzuschwächen.
Um Leistung zu erhalten, kann der Helium-Neon-Strahl 37 in die Halterung 68 einer optischen Faser gerichtet sein, wenn die Stromversorgung 4 ausgeschaltet ist (d.h. bei Abwesenheit des Strahls 3), um die optischen Komponenten des Systems ohne Leistungsverbrauch im Laser 2 und der Stromversorgung 4 auszurichten. Das Verwenden des Helium- Neon-Strahls 37 mit dem Argon-Laser-Ausgangsstrahl 3 weist auch den Vorteil auf, daß es die Verwendung eines festen Augensicherheitsfilters innerhalb des Abgabesystems 70 gestattet (anders als ein bewegbarer Augensicherheitsfilter, welcher während unterschiedlicher Betriebsarten des Systems in und aus dem Strahlengang bewegt werden muß).
Der zusammengesetzte Strahl (welcher Energie aus dem Strahl 37 als auch aus dem Strahl 3 umfaßt, aber untenstehend zur Vereinfachung als Strahl 3 bezeichnet ist) pflanzt sich durch die Probenstrahleinrichtung 42 fort, durchläuft den Sicherheitsverschluß 48 und dann zum Abgabesystem 70, welches eine Halterung 68 für eine optischen Faser umfaßt (am besten in Figur 4 gezeigt) zum Koppeln des Strahls in die optische Faser 69 (gezeigt in Figur 4).
Die Strahlprobeneinrichtung 42 kann jede einer Vielzahl von Einrichtungen zum Ablenken zweier Anteile des zusammengesetzten Strahls zu den Photosensoren 44 und 46 umfassen. Beispielsweise kann sich die Strahlprobeneinrichtung 42 aus einem Paar von teilreflektierenden Elementen zusammensetzen, wobei jedes einen Strahlanteil zu einem der Photosensoren 44 und 46 reflektiert. Wie in Figur 4 gezeigt, ist die Strahlprobeneinrichtung 42 vorzugsweise eine keilförmiger Strahlteiler mit einer Frontfläche 62 (vorzugsweise unter einem Winkel zum einfallenden Strahl 3 ausgerichtet, der im wesentlichen gleich 49 Grad ist) und einer Rückseitenfläche 162 (vorzugsweise unter einem Winkel zum einfallenden Strahl 3 ausgerichtet, der geringfügig größer als 49 Grad ist). Ein Anteil 3A des Strahls 3 wird von der Oberfläche 62 reflektiert und pflanzt sich zur Leistungsphotozelle 44 (auf der Basis 45 befestigt) fort. Der Anteil 3B des Strahls 3 wird von der Rückseitenoberfläche 162 reflektiert und dann an der Oberfläche 62 gebrochen, wenn dieser sich aus dem keilförmigen Strahlteiler 42 durch die Oberfläche 62 zur Sicherheitsphotozelle 46 (auf der Basis 45 befestigt) fortpflanzt. Der verbleibende Anteil 3C des einfallenden Strahls 3 wird von dem Strahlteiler 42 durchgelassen, tritt an der Oberfläche 62 ein und aus der Oberfläche 162 des Strahlteilers 42 unter einem kleinen Winkel zum einfallenden Strahl 3 aus (in der Ausführungsform der Figur 1 im wesentlichen gleich 3,47 Grad) und pflanzt sich dann zur Halterung 68 für eine optische Faser fort, die den Strahl der optischen Faser 69 zuführt.
Das die Ausgangsstrahlleistung anzeigende Ausgangssignal von der Photozelle 44 wird der Steuereinheit 6 (wie in Figur 1 gezeigt) und/oder direkt der Steuerschaltung innerhalb der Gleichstromversorgung 4 zugeführt (wie in Figur 3 gezeigt), in der es verarbeitet wird, um Systemfehler- und Steuersignale zu erzeugen. In ähnlicher Weise wird das die Ausgangsstrahlleistung anzeigende Ausgangssignal aus der Photozelle 46 der Sicherheitsüberwachungseinrichtung 54 zugeführt, in der es verarbeitet wird, um Systemfehler- und Steuersignale zu erzeugen. Die Steuereinheit 6 empfängt auch andere derartige Systemsensorsignale wie die Ausgangssignale der Sensoren 20 und 32.
Wenn der keilförmige Strahlteiler 42 fehlausgerichtet oder im Ganzen entfernt wird (beispielsweise versehentlich als Folge einer Beschädigung des Systems), wird der Strahl 3 dann an einem anderen Ort auf die Halterung 68 einer optischen Faser auftreffen, als wenn der Strahlteiler 42, wie in Figur 4 gezeigt, richtig ausgerichtet ist. Durch geeignetes Gestalten der Halterung 68 einer optischen Faser (d.h. durch derartiges Konstruieren, daß sie eine ausreichend kleine Öffnung aufweist) kann somit verhindert werden, daß der Strahl 3 in die Faser 69 eintritt, wenn der Strahlteiler 42 fehlausgerichtet oder nicht vorhanden ist. Dies ist wünschenswert, da die Sicherheitsüberwachungseinrichtung 54 und die Steuerungseinheit 6 bei der Abwesenheit der Strahlprobensignale von den Photodetektoren 44 und 46 nicht wie beabsichtigt arbeiten werden (und nicht unsichere Betriebszustände in allen Fällen verhindern werden).
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verarbeiten der Sensorsignale des Systems und die Erzeugung der Fehler- und Steuersignale verteilt, wobei einige der derartigen Operationen in der Sicherheitsüberwachungsschaltung 54 ausgeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform empfängt beispielsweise die Überwachungseinrichtung 54 ein Sensorsignal (von einem nicht gezeigten Sensor in der Aktuator- und Sensoreinheit 50), welches anzeigt, ob der Sicherheitsverschluß 48 offen oder geschlossen ist, und das Ausgangsstrahlleistungssignal vom Sensor 46 wird auch zur Überwachungseinrichtung 54 geführt. Wenn die Meß und Logikschaltung innerhalb der Überwachungseinrichtung 54 feststellt, daß die Ausgangsstrahlleistung dem durch den Anwender angeforderten Pegel (oder gesetzt durch die Steuerelektronik 6 zum Selbsttesten der Überwachungseinrichtung 54) überschreitet, wird die Überwachungseinrichtung 54 Signale zum Abschalten des Lasers, zum Schließen des Sicherheitsverschlusses und zum Anzeigen einer Fehlermeldung auf dem Anzeigegerät erzeugen. Beim primären Abschaltverfahren wird der Laserstrom mittels der Leistungs-MOSFET-Durchgangsbank 78 ausgeschaltet. Eine redundante Abschalteinrichtung wird durch die Crowbar-Schaltung 80 innerhalb der Stromversorgung 4 bereitgestellt, die den Strom am Laser vorbeiführt. Dies stellt ein Laserabschalten auch dann sicher, wenn die Leistungs-MOSFET-Durchgangsbank 78 fehlerhaft ist (Kurzschluß).
Die logische Schaltung innerhalb der Überwachungseinrichtung 54 schaltet auch die Hauptwechselstromversorgungsquelle mittels der Schützeinrichtung 56 aus, falls ein Laserausgangssignal bei offenem Sicherheitsverschluß 48 und kein Belichtungssignal vom Fußschalter erfaßt wird. Sie schaltet auch die Schützeinrichtung 56 aus, wenn ein sehr großes Laserausgangssignal (d. h. größer als 3,95 W) auftritt.
Die Überwachungseinrichtung 54 wird vorzugsweise durch die Steuerelektronik 6 während eines Start-Selbsttest- Programms überprüft. Dies findet bei geschlossenem Sicherheitsverschluß 48 statt.
Die Laserausgangsleistung und die durch die Steuerelektronik 6 an die Gleichstromversorgung 4 und an die Überwachungseinrichtung 54 gesendeten Zeitwerte sind eingestellt, um die Aktivierung des Abschaltsystems zu bewirken. Eine bevorzugte Ausführungsform der Steuereinheit 6 wird als nächstes mit Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
Ein Mikroprozessor 100 (vorzugsweise eine von Motorola verfügbare integrierte Schaltung 68000) kommuniziert über den Bus 102 mit den Speicherschaltungen der Steuereinheit, dem EPROM 104 und dem nichtflüchtigen RAM (Non-Volatile RAM, NVRAM) 106 und anderen Komponeneten der Steuereinheit. Die Speichertabellendecodierschaltung 108 stellt die Decodierungs- und Zeitsteuersignale für die Speicherschaltungen 104 und 106 bereit. Der Mikroprozessor 100 empfängt Taktpulse vom Taktgeberkristall 101 und von außen erzeugte Befehle (derartige, wie "Ausschalt-" und "Einschalt"-Befehle 134, welche durch den Systemanwender geliefert werden, und Befehle aus der Unterbrechungs- Decodierschaltung 136, welche durch die digitale E/A- Schaltung 140 geliefert werden, und führt einen im EPROM 104 dauerhaft gespeicherten Satz von Software-Instruktionen aus, um die Funktion des Systems zu überwachen und den Laser sicher zu betreiben. Vorzugsweise weist die Schaltung 106 eine interne Lithiumbatterie auf, um die Daten zu erhalten, auch wenn das System ausgeschaltet ist.
Digitale Signale vom Mikroprozessor 100 werden über den Bus 102 zur digitalen E-A-Schaltung 140 oder über den Bus 102 durch den Puffer 110 zu den D/A-Wandlern 114 und 116 geführt. Der D/A-Wandler 116 wandelt digitale Steuersignale (den Ausgangsleistungspegel des Lasers anzeigend, welcher angefordert ist) in die analoge Form um, in welcher sie durch die Stromversorgungsschnittstelle 120 der Stromversorgung 4 und der Sicherheitsüberwachungseinrichtung 54 bereitgestellt zugeführt werden. Der D/A-Wandler 114 wandelt digitale Steuersignale (den Ausgangsleistungspegel des Lasers anzeigend, der angefordert ist) in die analoge Form um, in welcher diese durch die Sicherheits- Überwachungsschnittstelle 118 der Sicherheitsüberwachungseinrichtung 54 zugeführt werden. Die Bezugsspannungsquelle 112 stellt eine Bezugsgleichspannung (vorzugsweise -10 V) den D/A-Wandlern 114 und 116 bereit. Während des normalen Betriebs empfangen die Wandler 114 und 116 identische Signale, aber während einer Selbsttest-Betriebsart (welche immer automatisch auftritt, wenn das System angeschaltet wird) können sie ungleiche Werte empfangen.
Der A/D-Wandler 126 empfängt gemultiplexte analoge Signale von der Sicherheits-Überwachungseinrichtung 54 und von dem Abgabesystem 70 (durch die Schnittstelle 118 und den Multiplexer 128) und wandelt diese zur Übertragung auf den Bus 102 in eine digitale Form um.
Die Zähler/Zeitgeber-Schaltungen 122 umfassen vorzugsweise wenigstens zwei integrierte Schaltungen Z8536. Ein Z8536 wird verwendet, um ein "Belichtungszeit"-Signal zu erzeugen, dessen Wert durch Parameter bestimmt ist, welche durch den Mikroprozessor 100 in die darin befindlichen Zeitgeber geladen werden und welcher durch die Schnittstelle 120 zur Lasernetzversorgung 4 gesendet wird. Ein zweiter Z8536 wird verwendet, um ein "Sicherheitsüberwachungs- Belichtungszeitgeber"-Signal zu erzeugen, dessen Wert durch Parameter bestimmt ist, die durch den Mikroprozessor 100 in die darin befindlichen Zeitgeber geladen werden, und welcher durch die Schnittstelle 118 (in der es verwendet wird, um Überzeiten- und Unterzeiten-Fehlersignale zu erzeugen) zur Sicherheitsüberwachungs-Einrichtungen 54 (und als Einschaltsignal zu anderen Sicherheitsschaltungen innerhalb der Überwachungseinrichtung 54) gesendet wird.
Die digitale E/A-Schaltung 140 umfaßt vorzugsweise drei integrierte Schaltungen Z8536, wobei jede 22 E/Au-Ports umfaßt. Jeder der Ports kann unabhängig durch Befehle vom Mikroprozessor 100 als Eingabeport, als Ausgabeport oder als ein bidirektionaler Port und in jeder einer Vielzahl von Betriebsarten konfiguriert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform dient ein einzelner Satz von drei integrierten Schaltungen Z8536 sowohl als Schaltung 122 als auch als Schaltung 140.
In einer Ausführungsform umfaßt ein erster der Z8536-Schaltungen beispielsweise Ports, die wie folgt konfiguriert sind: Eingangsports zum Überwachen des Status eines "Wartungsbetriebsart"-Schalters (welcher durch den Systemanwender geschlossen werden kann, um eine Betriebsart einzuleiten, in der das System leichter gewartet werden kann) und einen "Diagnosebetriebsart"-Schalter (der durch den Systembediener geschlossen werden kann, um einen Selbsttest des Systems einzuleiten), ein mit dem Hauptschütz 56 verbundener Ausgangsport zum Betätigen dieses Schützes in Ansprechen auf einen Befehl vom Mikroprozessor 100, ein Eingangsport zur Überwachung eines Crowbar-Schaltung- Statussignals von der Stromversorgung 4, ein mit der Stromversorgung 4 verbundener Ausgangsport, um die Stromversorgung 4 anzuweisen, zu beginnen, die Röhrenspannung als Vorbereitung eines Röhrenstarts rampenförmig ansteigen zu lassen, einen mit der Stromversorgung 4 verbundener Ausgangsport zum Aktivieren der Röhrenstarterschaltung innerhalb der Stromversorgung 4, ein mit der Stromversorgung 4 verbundener Ausgangsport zum Aktivieren der Crowbar-Schaltung innerhalb der Stromversorgung 4, ein Eingangsport zum Überwachen des Status des Sensors innerhalb der Aktuator- und Sensoreinheit 50 (deren Sensor anzeigt, ob der Sicherheitsverschluß 48 mit seiner Gleichstromversorgung verbunden ist, und entsprechend, ob der Verschluß 48 offen oder geschlossen ist), ein mit der Sicherheitsüberwachungs-einrichtung 54 verbundener Ausgangsport, um die Überwachungseinrichtung 54 anzuweisen, das Drücken eines Fußschalters im Abgabesystem 70 zu simulieren, und ein Ausgangsport zum Senden eines Aktivierungssignals zu den D/A-Wandlern 114 und 116, ein mit der Stromversorgung 4 verbundener Ausgangsport zum Aktivieren der Röhrenmagnetschaltung innerhalb der Stromversorgung 4 und ein mit der Stromversorgung 4 verbundener Ausgangsport zum Erzeugen eines zeitlich genau festgelegten Pulses, der den Beginn, die Dauer und das Ende einer Belichtung (d. h. ein dem Laserausgangsstrahl- Ausgesetztsein eines Patienten durch das Abgabesystem 70) anzeigt.
Der zweite der Z8536-Schaltungen umfaßt vorzugsweise Ports, welche wie folgt konfiguriert sind:
ein Eingangsport zur Überwachung des Status einer Null- Durchgangs-Erfassungseinrichtung (innerhalb der Stromversorgung 4), welche zu jedem Zeitpunkt, wenn das Wechselstromsignal von der Wechselstromversorgung 0 V durchschreitet, einen Puls erzeugt (zum Verwenden bei der Synchronisierung der zur MOSFET-Durchgangsbank 78 innerhalb der Laserstromversorgung 4 gesendeten Belichtungssteuersignale),
ein Eingangsport zum Überwachen des Status des A/D-Wandlers 126,
ein Eingangsport zum Überwachen des Status des Aktuators 40,
ein mit dem Abgabesystem 70 verbundener Ausgangsport zum Zuführen eines Steuersignals dorthin, um vor dem Aussetzen einem Laserausgangsstrahl 3 des Patienten einen Sicherheitsfilter für die Augen des Arztes darin zu aktivieren,
ein Eingangsport zum Überwachen des Status des Augensicherheitsfilters innerhalb des Zuführungssystems 70,
ein Ausgangsport zum Bereitstellen von Signalen zum Drehen eines Polarisationsfilters im Strahlengang des Helium-Neon- Strahls 37 (in einer Ausführungsform umfassend einen derartigen Polarisationsfilter),
ein Ausgangsport zum Zuführen eines Ein/Aus-Signals zu dem Aktuator 40 zum Steuern der Stromversorgung 34 des Helium- Neon-Lasers und
ein mit der Sicherheitsüberwachungseinrichtung 54 verbundener Ausgangsport zum Erzeugen eines den Beginn, die Dauer und das Ende einer Patientenbelichtung anzeigenden, zeitlich festgelegten Pulses.
Die dritte der Z8536-Schaltungen umfaßt vorzugsweise Ports, die wie folgt konfiguriert sind:
ein Ausgangsport zum Zuführen von Spannungspulsen an eine Signalgeberschaltung 152 (zum Treiben eines Audioverstärkers und eines Lautsprechers darin),
ein Ausgangsport zum Aktivieren/Deaktivieren der Gleichstromversorgungsspannung (vorzugsweise 12 V Gleichsstrom) zum Aktuator, um den Sicherheitsverschluß 48 zu aktivieren/deaktivieren,
ein Eingangsport zum Überwachen des Status des Sicherheitsverschlusses 48,
ein Eingangsport zum Überwachen des Status eines bedienerbetätigbaren Fußschalters innerhalb des Abgabesystems 70,
ein Ausgangsport zum Zuführen von Aktivierungspulsen zum Analogmultiplexer 28,
ein Ausgangsport zum Zuführen von Steuersignalen an den Aktuator 40, um das Filter 41 zu bedienen, und
ein Eingangsport zum Überwachen des Status des Filters 41,
und ein Eingangsport zum Überwachen des Status eines Kühlmittelflußsensors in der Schaltung des geschlossenen Kühlmittelkreislaufs (welcher den Verlust von Kühlmittelfluß anzeigt und das Abschalten des Lasers anweist) und Ausgangsports zum Auswählen eines oder mehrerer analoger Eingänge am Multiplexer 128.
In einer bevorzugten Ausführungsform kommuniziert die Anzeigeeinheit 8 mit der Steuereinheit 6, umfassend einen UART 142 und einen RS485-Port 148 über einen RS485- Bus. Die Steuereinheit 6 dient als der Busmaster, und die CPU 8a innerhalb der Anzeigeeinheit 8 dient als der Bussklave. In einer bevorzugten Ausführungsform, in welcher die CPU 8a ein 8032-Mikroprozessor ist, umfaßt die CPU 8a einen internen UART zum Verbinden des Busses mit relativ langsamer Geschwindigkeit mit der Hochgeschwindigkeits- Mikrosteuerschaltung innerhalb der CPU 8a.
Der UART 142 nutzt ein durch die Kristalltaktgebereinrichtung 144 erzeugtes Taktsignal und wickelt den Signalfluß zwischen der CPU 100 und dem RS485-Port 146 (zum Kommunizieren mit einer peripheren Einrichtung außerhalb der Steuereinheit 6) und zwischen der CPU 100 und dem RS232-Port 150 (zum Kommunizieren mit einem Wartungsanschluß) ab.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsform einer Gleichstromversorgung 4 beschrieben. Die Ausführungsform der Fig. 3 ist zur Verwendung in dem Fall gestaltet, daß ein einphasiger Netzstrom mit 208 bis 230 V Wechselsstrom dieser über den Schütz 56 von der Wechselspannungsversorgung 64 zugeführt wird. Die Netzversorgung 4 entwickelt eine Gleichspannung (die B+/B- -Spannung über den Ausgangsanschlüssen der Kondensatorspeicherbank 74) zum Treiben der Laserröhre 2, und umfaßt eine Einrichtung zum Auslösen der Ionisation der Röhre 2 und Beibehalten der Röhre 2 mit einem Soll- Laserausgangsstrahl-Leistungspegel über eine bestimmte Belichtungsdauer in Ansprechen auf digitale und analoge Steuersignale von der Steuereinheit 6 (und der Rückkopplungssignale der Laserstrahlausgangsleistung). Durch das Starten der Laserröhre 2 beim Beginn einer jeden Belichtung und das Ausschalten zwischen den Belichtungen wird die zeitgemittelte Menge der durch die Laserröhre erzeugten Wärme stark vermindert (im Vergleich zu dem Fall, daß der Laser kontinuierlich getrieben wird).
Halbleiter-gesteuerte Gleichrichter (Semiconductor Controlled Rectifiers, SCRs) 75 und 77 innerhalb der SCR- Vorsteuerungseinheit 72 sind in Reihe mit den aktiven Wechselstromeingangsleitungen 71 bzw. 73 von der Schützeinrichtung 56 verbunden. Die B+/B- -Spannung wird entwickelt durch das Phasenwinkel-gesteuerte Zünden der SCRs 75 und 77 in einen Satz von Kondensatoren, der als Kondensatorspeicherbankeinrichtung 74 bezeichnet ist. Vorzugsweise umfaßt die Bank 74 drei parallel verbundene Kondensatoren mit 14000 Mikrofarad. Zwischen den Belichtungen wird die Spannung B+ bei 155 V Gleichspannung gehalten. Zur Röhren-Startzeit steigt die Spannung B+ rampenförmig bis auf 170 V Gleichspannung an, und während der Belichtung verbleibt sie auf einem festen Pegel (vorzugsweise 12 V Gleichspannung) über der tatsächlichen Röhrenspannung.
Während jeder Halbperiode, in der der Hochspannungs- Wechselstromeingang zum SCR 75 innerhalb der Vorsteuerungseinrichtung 72 im Vergleich zum Hochspannungs- Wechselstromeingang des SCR 77 positiv ist, leitet eine Diode innerhalb der SCR-Schaltung 77 (und läßt somit die negative Leitungsspannung zur B- -Leitung durch), bleibt das Gate des SCR 77 während der gesamten Halbperiode aus, und die Zündsteuerschaltung 79 wird aktiviert, um das Gate der SCR-Schaltung 75 zu jedem Zeitpunkt während der Halbperiode zu zünden (wie es notwendig ist, um die B+ -Kondensatoren zu versorgen). Während der nächsten Halbperiode sind die Rollen der SCRs 75 und 77 umgekehrt, wobei das Gate des SCR 75 aus ist und das Zünden zum SCR 77 aktiviert ist. Die Zündsteuerschaltung 79 innerhalb der Schaltung 76 feuert abwechselnd die SCRS 75 und 77 innerhalb der SCR- Vorsteuerungseinrichtung 72, um die B+ -Spannung zwischen den Belichtungen bei 155 V Gleichspannung zu halten und zum Röhrenstartzeitpunkt die Spannung B+ von 155 V Gleichspannung auf 170 V Gleichspannung rampenförmig ansteigen zu lassen und um die B+ -Spannung während der Belichtung auf einem festen Pegel (vorzugsweise 12 V Gleichspannung) über der tatsächlichen Röhrenspannung zu halten.
Vorzugsweise umfaßt die Zündsteuerschaltung 79 innerhalb der Schaltung 72 ein Paar von Transformatoren, deren jede Sekundärwicklung mit einem der SCRs 75 und 77 verbunden ist, und eine Schaltung zum Zuführen der Auslösepulse zu der Primärwicklung eines jeden Transformators. Jede Auslösepuls-Erzeugungsschaltung umfaßt vorzugsweise eine integrierte Schaltung LM556, deren RST- Eingang in Ansprechen auf Steuersignale von der Steuereinheit 6 und dem Ausgang einer Nulldurchgangs- Erfassungsschaltung (nicht gezeigt) hoch (um die Erzeugung eines Auslösepulses zu verursachen) oder niedrig gesetzt wird.
Die Vorsteuerungseinrichtung 72 umfaßt auch eine Netzversorgung 83, eine Diode 85 und einen Induktor 87. Die Stromversorgung 83 ist mit den Eingangsleitungen 71 und 73 verbunden und gibt Gleichspannungssignale mit einer Größe von (B-), (B-) - (12 V), und (B-) + (12 V) aus. Der Induktor 87 filtert die durch die SCRs 75 und 77 zur Kondensatorspeicherbank 74 durchgelassenen positiven Wechselstrom-Halbperioden. Die Diode 85 dient als eine rückschwingende Diode, die es dem Induktor 87 gestattet, gespeicherte Energie in die Kondensatorbank 74 zu übertragen, wenn sowohl der SCR 75 als auch der SCR 77 sperren. Die Spannung über die Kondensatorbank 74 ist die B+ -Versorgungsspannung.
Beim normalen Betrieb wird ein Lichtsteuersignal (untenstehend zu beschreiben) verwendet, um den Strom durch die Röhre 2 mit allen Pegeln beizubehalten, die erforderlich sind, um die an der Anzeigeeinheit 8 angeforderte Ausgangsstrahlleistung bereitzustellen. Der Strom wird durch Steuern der Leitfähigkeit von vier parallelen MOSFETs innerhalb der MOSFET-Durchgangsbank 78 in Reihe mit der Röhre 2 (zwischen der Röhre und dem B- -Anschluß) gesteuert. Die Steuereinheit 6 führt der Steuerschaltung 76 innerhalb der Netzversorgung 4 eine analoge Spannung zu, die den Pegel der angeforderten Leistung darstellt (typischerweise innerhalb des Bereichs zwischen etwa 50 mW bis etwa 2,5 W). Ein Leistungssensor 44 stellt der Schaltung 76 ein Rückkoppelsignal bereit, welches proportional zur tatsächlichen Ausgangsstrahlleistung ist. Der Ausgang des Sensors 44 wird geeicht, um dem gleichen Spannungsbereich wie die analoge Leistungsanforderungsspannung aus der Steuereinheit 6 bereitzustellen. Die Steuerschaltung 76 erhöht oder erniedrigt die Leitfähigkeit der MOSFETs innerhalb der Bank 78, um die Rückkoppelspannung von dem Sensor 44 der Leistungsanforderungsspannung anzupassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform arbeitet die Schaltung 76 auch in einer Stromsteuer-Betreibsart (in der das System leicht gewartet werden kann), in der diese die MOSFET-Leitfähigkeit einstellt, um einen konstanten Röhrenstrom bereitzustellen.
In einer Ausführungsform, in der die Wechselstromversorgung 64 ein dreiphasiges Signal erzeugt, wird es vorgezogen, daß die Gleichstromversorgung 4 einen Vollwellenbrückengleichrichter und einen Satz von FETs (Feldeffekttransistoren) in Reihe umfaßt, um die B+ -Spannung aus dem dreiphasigen Wechselstromnetzsignal zu entwickeln.
Der direkt mit dem B+ -Anschluß der Speicherbank 74 verbundene Magnet 2a der Röhre wird durch einen Magnetschalter 84 zu einem Zeitpunkt (in Ansprechen auf ein Steuersignal aus der Schaltung 76) drei Wechselstrom- Nulldurchgänge vor jeder Belichtung angeschaltet, und wird am Ende der Belichtung ausgeschaltet (es sei denn, B+ überschreitet 155 V Gleichspannung, bei dem der Magnet 2a anbleibt, um die Kondensatoren zurück auf den 155 V- Gleichspannungspegel zu entleeren, bei welcher der Magnet ausgeschaltet wird).
Die Kathodenheizung 4 umfaßt vorzugsweise einen ferroresonanten Heiztransformator, dessen primäre Wicklung mit der Stromversorgung 64 verbunden ist und dessen sekundäre Wicklung mit der MOSFET-Durchgangsbank 78 und der Kathode der Röhre 2 verbunden ist. Der Heiztransformator stellt automatisch auf einen weiten Bereich von Wechselstromversorgungsspannungen ein, um eine ausgewählte Wechselstromleistung (typischerweise 3 V Wechselstrom bei 25 A) der Kathode der Röhre 2 bereitzustellen, ohne die Notwendigkeit für ein neues Einstellen des Arbeitspunktes des Transformators nach der Installation. In Ansprechen auf ein Steuersignal aus der Schaltung 76 leitet der Röhrenpulsstarter 82 einen Stromfluß durch die Röhre 2 ein.
Die Nulldurchgangs-Erfassungsschaltung (nicht gezeigt) innerhalb der SCR-Vorsteuerungseinrichtung 72 stellt der Schaltung 76 ein Signal bereit, welches den Beginn eines jeden Nulldurchgangs der Wechselstromversorgung anzeigt. Die Schaltung 76 verwendet dieses Nulldurchgangssignal zum zeitlichen Festlegen seiner Anforderungen für die Leistung und das rampenförmige Erhöhen von B+, so daß jede derartige Anforderung mit einem Nulldurchgang beginnt.
Alle logischen und analogen Spannungen, die zur Stromversorgung 4 gesendet werden oder welche diese verlassen, werden auf digitale oder analoge Masse bezogen. Schaltungen innerhalb der Stromversorgung 4, welche sich auf digitale oder analoge Masse beziehen, verwenden Gleichstrombetriebsspannungen von der "+/- 15 V Gleichstrom und +5 V Gleichstrom"-Stromversorgung 12 (welche mit der Steuereinheit 6 verbunden ist), die über die Steuereinheit 6 die Stromversorgung 4 erreichen. Andere Schaltungen innerhalb der Stromversorgung 4 arbeiten mit +/- 12 V Gleichstrom, die sich auf die Spannung B- bezieht. Opto- Isolatoren werden verwendet, um Signale zwischen den Schaltungen, die sich auf analoge oder digitale Masse beziehen und denen welche sich auf B- beziehen, auszutauschen.
Die Crowbar-Schaltung 80, welche auf Befehle sowohl der Sicherheitsüberwachungseinrichtung 54 als auch der Steuerschaltung 76 anspricht, kann schnell eine Belichtung durch Aktivieren eines Nebenschlußwiderstandes mit sehr niedrigem Widerstand um die Röhre 2 herum beenden.
Eine Durchgangsband-Treiberschaltung innerhalb der Steuerschaltung 76 erzeugt ein Steuersignal (bezogen auf das Signal B-) und sendet das Steuersignal zu vier Verstärkern, welche die Gate-Spannung zu den MOSFETs innerhalb der Durchgangsbank 78 steuern. Das Steuersignal wird in Ansprechen auf das Rückkopplungsleistungssignal aus dem Leistungssensor 44 erzeugt und stellt den Röhrenstrom dar, der erforderlich ist, um die Laserausgangsleistung dem durch den Systemanwender angeforderten Strahlleistungspegel anzupassen (so daß beispielsweise das Steuersignal den Röhrenstrom erniedrigen wird, wenn die gemessene Ausgangsleistung den vom Anwender angeforderten Strahlleistungspegel übersteigt). Jeder Verstärkerausgang treibt das Gate eines der vier MOSFETs, die parallel innerhalb der Durchgangsbank 78 verbunden sind. Die MOSFET- Leitungsfähigkeit bestimmt den Strom durch die Röhre 2 wobei jeder der vier MOSFETs ein Viertel des Gesamtröhrenstroms durchläßt.
Die Röhrenpuls-Starterschaltung 82 stellt der Röhrenanode einen Hochspannungspuls bereit, der ausreicht, um die Röhre zu ionisieren. Vorzugsweise umfaßt die Schaltung 82 einen Transformator, einen FET und einen Kondensator. Der FET wird angeschaltet, um dem Kondensator über die Primärwicklung des Transformators zu entladen. Bei der Entladung des Kondensators wird eine große Gleichspannung in der Sekundärwicklung des Transformators induziert. Die Sekundärwicklung ist mit der Röhrenanode verbunden, so daß die Röhre in Ansprechen auf die große Gleichspannung startet (vorausgesetzt, daß der Magent 2a angeschaltet ist, die Durchgangsbank immer noch angesteuert wird und die Schaltung zum rampenförmigen Erhöhen innerhalb der Schaltung 72 die Spannung B+ auf einen geeigneten Pegel (vorzugsweise 170 V Gleichspannung) gebracht hat.
Der Systemanwender kann eine Belichtung durch Drücken eines Fußschalters innerhalb des Abgabesystems 70 auslösen. Die Steuereinheit 6 sendet ein "Fußschalter aktiv"-Signal an die Netzversorgung 4 während der Fußschalter gedrückt ist, um zu bewirken, daß die Netzversorgung 4 einen Gleichstrompuls für die Dauer des "Fußschalter aktiv"-Signals an den Laser 2 abgibt (und um zu bewirken, daß die MOSFET-Durchgangsbank 78 einen Soll- Laserröhrenstrom während dieser Periode induziert). In ähnlicher Weise sendet die Steuereinheit 6 in Ansprechen auf eine Belichtungsanforderung, die durch den Bediener mittels Betätigen von Steuertasten oder Schaltern an der Anzeigeeinheit 8 eingegeben wird (oder in dem Abgabesystem 70), ein "Belichtungszeitgeber"-Signal mit einer vom Anwender spezifizierten Dauer an die Netzversorgung 4, um zu bewirken, daß die Netzversorgung 4 einen Gleichstrompuls an den Laser 2 für die Dauer des "Belichtungszeitgeber"-Signals liefert.
Die Steuereinheit 6 erzeugt also ein "Start"-Signal, welches durch die Anstiegsflanke des "Belichtungszeitgeber"- oder des "Fußschalter aktiv"-Signals zeitlich festgelegt wird. In Ansprechen auf das "Start"-Signal läßt die Starterschaltung 82 innerhalb der Netzversorgung 4 zum Laser Gleichstrom durch, um die Röhre zu ionisieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform liefert die Steuerschaltung 76 ein Lichtsteuersignal mit der gleichen Dauer wie das "Belichtungszeitgeber"- oder das "Fußschalter aktiv"-Signal an einen Satz von vier Verstärkern innerhalb der Durchgangsbank 78. Jeder Verstärker steuert die Gate- Spannung für einen der MOSFETs innerhalb der Durchgangsbank 78. Der Ausgang eines jeden Verstärkers treibt das zugeordnete MOSFET-Gate auf einen Pegel, der bewirkt, daß ein Soll-Strom durch den MOSFET fließt, was zu einem Soll- Laserröhrenstrom führt. Vorzugsweise ist jeder MOSFET durch eine 20 A-Sicherung geschützt, und jeder Gate- Treiberverstärkereingang ist durch eine 0,05 A-Sicherung geschützt. Diese Sicherungen bezwecken das Trennen eines fehlerhaften MOSFETs und erlauben einen kontinuierlichen Betrieb des Systems unter Verwendung der verbleibenden MOSFETs.
Die Crowbar-Schaltung 80 zündet in Ansprechen auf ein Steuersignal von der Steuerschaltung 76, welches in Ansprechen auf ein "Abschalt"-Signal aus der Steuereinheit 6 oder aus der Sicherheitsüberwachungseinrichtung 54 über die Steuereinheit 6 erzeugt wird. Nach dem Zünden der Crowbar- Schaltung 80 wird eine Gleichspannung mit einer Größe von (B-) - (12 V) von der Netzversorgung 83 an die Verstärker innerhalb der Durchgangsbank 78 (als ein Lichtsteuersignal) geliefert, um jeden MOSFET-Gate-Treiber auszuschalten, und wird direkt der Gate-Treiberleitung eines jeden MOSFETs innerhalb der Durchgangsbank 78 zugeführt, um die MOSFETs auszuschalten. Nach dem Zünden der Crowbar-Schaltung 80 schaltet eine SCR-Schaltung innerhalb der Crowbar-Schaltung 80 auch den Röhrenstrom in einen Nebenschluß, um die Laserröhre herum (so daß die Röhre deionisiert wird).
Der Magnetsteuerschalter 84 schaltet den Magneten 2a der Röhre an, wenn ein "Magnet"-Signal aus der Steuerschaltung 76 in den aktiven Zustand geht, vorzugsweise kurz bevor die Röhrenstartschaltung 82 die Ionisierung der Röhre 2 auslöst (vorzugsweise drei Null-Durchgänge des Wechselstromsignals aus der Stromversorgung 64 vorher). Sobald der Magnet 2a angeschaltet ist, verbleibt dieser vorzugsweise für die Dauer der Belichtung an (d. h. das "Magnet"-Signal bleibt aktiv für die gleiche Dauer wie die obenerwähnten "Belichtungszeitgeber"- oder "Fußschalter aktiv"-Signale). Am Ende der Belichtung geht das "Magnet"- Signal in den nichtaktiven Zustand über, und die Schaltung 84 schaltet den Magneten 2a aus (falls die Spannung B+ nicht größer als 155 V Gleichspannung ist) oder läßt den Magenten 2a an, bis die Spannung B+ auf 155 V Gleichspannung gefallen ist (um das Abfallen der Spannung B+ zu unterstützen).
In einer bevorzugten Ausführungsform überwacht die Steuerschaltung 76 die Spannung B+ und sendet ein Steuersignal an die Steuereinheit 6, falls B+ 210 V überschreitet. Daraufhin sendet die Steuereinheit 6 ein Steuersignal auf der "Schütz-Auslöse"-Leitung (in Fig. 1 gezeigt) zur Relaisbaugruppe 16, um den Hauptschütz 56 zu öffnen (durch Unterbrechen einer 24 V-Versorgung zu diesem) und entsprechend den Wechselstrom zum System auszuschalten.

Claims

1. Gepulstes Lasersystem, umfassend:

einen Laser (2),

eine gesteuerte Stromversorgungseinrichtung (64, 56, 4), die an den Laser (2) angeschlossen ist, um diesem einen gesteuerten Puls von Leistung derart zuzuführen, daß der Laser (2) einen Ausgangsstrahlpuls in Antwort darauf erzeugt,

eine Steuereinrichtung (6), die an die gesteuerte Stromversorgungseinrichtung (64, 56, 4) angeschlossen ist, um dieser Steuersignale zuzuführen, wobei die gesteuerte Stromversorgungseinrichtung (64, 56, 4) so ist, daß Leistungspulse in Antwort darauf und auf eine Dauer, die durch die Steuersignale bestimmt ist, erzeugt werden, und

eine Einrichtung (44) zum Erzeugen eines analogen Signals, welches eine Strahlausgangsleistung des Lasers (2) darstellt,

dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerte Stromversorgungseinrichtung eine analoge Rückkopplungseinrichtung (76, 78) zum Steuern, unabhängig von der Dauer, der Amplitude jedes Pulses von dem Laser zugeführter Leistung (2), in Antwort auf das analoge Signal und auf ein Steuersignal von der Steuereinrichtung (6) umfaßt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinrichtung umfaßt:

eine Wandlereinrichtung (72, 74) zum Empfangen von Wechselstromleistung und Wandeln der Wechselstromleistung in eine Hochspannungsgleichstromleistung, und eine Laserstarterschaltung (82), die an die Wandlereinrichtung (72) angeschlossen ist, und eine Einrichtung zum Starten des Lasers in Ansprechen auf das Hochspannungsgleichstromsignal und ein Startsteuersignal.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtung (72, 74) umfaßt:

eine halbleitergesteuerte Gleichrichtereinrichtung (75, 77) zum Empfangen der Wechselstromleistung und Erzeugen gleichgerichteter Leistung aus dieser in Antwort auf Zündesteuersignale, und

eine Kondensatorspeicherbank (74), die an die halbleitergesteuerte Gleichrichtereinrichtung (75, 77) angeschlossen ist, wobei die Kondensatorspeicherbank die gleichgerichtete Leistung in gefilterte Hochspannungsgleichstromleistung wandelt.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtung (72, 74) ein Paar von halbleitergesteuerten Gleichrichterschaltungen (75, 77) umfaßt, von welchen jede einen Eingang hat, der die Wechselstromleistung aufnimmt und einen Ausgang hat, der mit der Kondensatorspeicherbank (74) verbunden ist, und eine Zündsteuerschaltung (79) umfaßt, die mit dem Paar von halbleitergesteuerten Gleichrichterschaltungen (75, 77) verbunden ist, wobei die Zündsteuerschaltung (79) die Zündsteuersignale erzeugt, und wobei die Zündsteuersignale abwechselnd die halbleitergesteuerten Gleichrichterschaltungen (75, 77) zünden.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die analoge Rückkopplungseinrichtung umfaßt:

eine MOSFET-Durchgangsbankeinrichtung (78), um zu bewirken, daß ein ausgewählter Laserstrom in Antwort auf die Steuersignale und das analoge Rückkopplungssignal während einer Belichtungsdauer durch den Laser (2) strömt.

6. System nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Sicherheitsüberwachung (54), die mit der Wandlereinrichtung (72) verbunden ist, und eine Crowbar- Schaltungseinrichtung (80), um den Laserstrom des Lasers (2) in Antwort auf ein Ausschaltsignal von der Sicherheitsüberwachung (54) umzuleiten.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die analoge Rückkopplungseinrichtung eine MOSFET- Durchgangsbankeinrichtung (78) umfaßt, um zu bewirken, daß ein ausgewählter Laserstrom während einer Belichtungsdauer in Antwort auf die Steuersignale und das analoge Rückkopplungssignal durch den Laser fließt und die MOSFET-Durchgangsbankeinrichtung (78) in Antwort auf das Abschaltsignal von der Sicherheitsüberwachung (54) abgeschaltet wird.

8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinrichtung eine Einrichtung (72) umfaßt, um Hochspannungsgleichstromleistung aus einer Hochspannungswechselstromleistung zu erzeugen, und eine Kontaktschaltung (56), die mit der Gleichspannungsleistungserzeugungseinrichtung (72) verbunden ist, und in Antwort auf ein Auslösesignal von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand übergeht, welches verhindert, daß die Hochspannungswechselstromleistung die Gleichspannungswechselstromerzeugungseinrichtung (72) erreicht, und

daß die Steuereinrichtung (6) eine Einrichtung umfaßt, um das Auslösesignal zu erzeugen und das Auslösesignal der Kontaktschaltung (56) zuzuführen, um die Kontaktschaltung (56) zu öffnen, wobei verhindert wird, daß die Hochspannungswechselstromleistung die Gleichstromleistungserzeugungseinrichtung (72) erreicht.

9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die analoge Rückkopplungseinrichtung eine erste Photozelleneinrichtung (44) umfaßt, um eine erste Ausgangsspannung zu erzeugen, und daß eine zweite Photozelleneinrichtung (46) bereitgestellt ist, um eine zweite Ausgangsspannung zu erzeugen, und

daß eine Strahlabtasteinrichtung (42) bereitgestellt ist, um einen ersten Anteil (3A) des Ausgangsstrahls (3) zur ersten Photozelleneinrichtung (44) umzuleiten, und einen zweiten Anteil (3B) des Ausgangsstrahls (3) zur zweiten Photozelleneinrichtung (46) umzuleiten.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlabtasteinrichtung ein keilförmiger Strahlteiler (42) ist, und daß der erste Anteil (3A) des Ausgangsstrahls (3) von einer Frontfläche (62) des Strahlteilers (42) reflektiert ist.

11. System nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Sicherheitsüberwachungseinrichtung (54) zum Empfangen der zweiten Ausgangsspannung und einer Anforderungsspannung, die eine Bediener-angeforderte Ausgangssignalleistung anzeigt, und ein Steuersignal erzeugt, um die Leistungsversorgung abzuschalten, falls die zweite Ausgangsspannung und die Anforderungsspannung einen unsicheren Betriebszustand anzeigen.

12. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser ein Gaslaserrohr umfaßt,

daß die Leistungsversorgungseinrichtung eine Wandlereinrichtung (72) umfaßt, um Wechselstromleistung zu empfangen und die Wechselstromleistung in Hochspannungsgleichstromleistung zu wandeln, eine Startereinrichtung (82) umfaßt zum Ionisieren von Gas innerhalb des Gaslaserrohrs (2) in Antwort auf die Hochspannungsgleichstromleistung und ein Startsteuersignal,

daß die analoge Rückkopplungseinrichtung eine Laserstromeinrichtung (78) umfaßt, um zu bewirken, daß ein Laserstrompuls mit einer ausgewählten Amplitude während einer durch das Belichtungssignal bestimmten Zeitdauer durch das Laserrohr (2) strömt, und

daß die Steuereinrichtung (6) eine Einrichtung zum Erzeugen des Belichtungssignals und des Startsteuersignals umfaßt und eine Einrichtung zum Zuführen des Belichtungssignals zur Laserstromsteuereinrichtung (78) und des Startsignals zur Starteinrichtung (82) umfaßt.

13. System nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung (8), die mit der Steuereinrichtung (6) verbunden ist, wobei die Anzeigeeinrichtung (8) eine Einrichtung zum Anweisen der Einrichtung zur Erzeugung des Belichtungssignals mit dieser Dauer umfaßt.

14. System nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Zuführeinrichtung (70) zum Empfangen des Laserausgangsstrahls (3), wobei die Zuführeinrichtung (70) mit der Steuereinrichtung (6) verbunden ist und einen durch einen Bediener betätigbaren Fußschalter umfaßt, um die Einrichtung zur Erzeugung des Belichtungssignals anzuweisen, das Belichtungssignal mit dieser Dauer zu erzeugen.

15. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die analoge signalerzeugende Einrichtung eine erste Photozelleneinrichtung (44) zum Erzeugen einer ersten Ausgangsspannung, welche die Strahlausgangsleistung anzeigt, umfaßt, und daß die Steuereinrichtung (6) umfaßt:

eine Einrichtung zum Erzeugen eines Stromsteuersignals, welches die Amplitude des Laserstrompulses in Ansprechen auf eine Anforderungsspannung, welche eine Bediener- angeforderte Strahlausgangsleistung anzeigt, definiert, und

eine Einrichtung zum Zuführen des Stromsteuersignals zur Laserstromeinrichtung (78), um so die Bediener- angeforderte Ausgangsleistung zu erhalten.

16. System nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine zweite Photozelleneinrichtung (46) zum Erzeugen einer zweiten Ausgangsspannung, welche die Strahlausgangsleistung anzeigt, eine Sicherheitsüberwachungseinrichtung (54) zum Empfangen der zweiten Ausgangsspannung und der Anforderungsspannung, die eine Bediener-angeforderte Strahlausgangsleistung anzeigt, und Erzeugen eines Steuersignals zum Abschalten der Wandlereinrichtung (72), falls die zweite Ausgangsspannung und die Anforderungsspannung einen unsicheren Betriebszustand anzeigen.

17. System nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Strahlabtasteinrichtung (42), zum Umleiten eines ersten Anteils (3A) des Ausgangsstrahls (3) zur ersten Photozelleneinrichtung (44) und eines zweiten Anteils (3B) des Ausgangsstrahls (3) zur zweiten Photozelleneinrichtung (46).

18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlabtasteinrichtung ein keilförmiger Strahlteiler (42) ist, und der erste Anteil (3A) des Ausgangsstrahls (3) von einer Frontfläche (62) des Strahlteilers (42) reflektiert ist.

19. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtung (72) umfaßt:

eine halbleitergesteuerte Gleichrichtereinrichtung (75, 77) zum Empfangen der Wechselstromleistung und zum Erzeugen von gleichgerichteter Leistung aus dieser in Antwort auf Zündsteuersignale, und

eine Kondensatorspeicherbank, die mit der halbleitergesteuerten Gleichrichtereinrichtung (75, 77) verbunden ist, wobei die Kondensatorspeicherbank die gleichgerichtete Leistung in die Hochspannungsgleichstromleistung wandelt.

20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtung ein Paar von halbleitergesteuerten Gleichrichterschaltungen (75, 77) umfaßt, von welchen jede einen Eingang hat, der die Wechselstromleistung empfängt und einen Ausgang hat, der mit der Kondensatorspeicherbank verbunden ist, und eine Zündsteuerschaltung (79), die mit dem Paar von halbleitergesteuerten Gleichrichterschaltungen (75, 77) verbunden ist, wobei die Zündsteuerschaltung (79) die Zündsteuersignale erzeugt und die Zündsteuersignale abwechselnd die halbleitergesteuerten Gleichrichterschaltungen (75, 77) zünden.

21. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstromeinrichtung umfaßt:

eine MOSFET-Durchgangsbankeinrichtung (78), um zu bewirken, daß der Laserstrompuls durch das Gaslaserrohr (2) während der Belichtungsdauer in Antwort auf ein Lichtsteuersignal mit dieser Dauer strömt.

22. System nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Sicherheitsüberwachung (54), die mit der Wandlereinrichtung (72) verbunden ist, und dadurch, daß die Stromsteuereinrichtung umfaßt:

eine Crowbar- bzw. Sicherheitsschalteinrichtung (80) zum Umleiten des Laserstroms um das Gaslaserrohr (2) in Ansprechen auf ein Abschaltsignal von der Sicherheitsüberwachung (54).

23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstromeinrichtung eine MOSFET- Durchgangsbankeinrichtung (78) umfaßt, um zu bewirken, daß der Laserstrompuls durch das Gaslaserrohr (2) während der Belichtungsdauer in Antwort auf ein Lichtsteuersignal mit dieser Dauer strömt, und wobei das Abschaltsignal von der Sicherheitsüberwachung der MOSFET-Durchgangsbankeinrichtung zugeführt ist, die in Ansprechen auf das Abschaltsignal abschaltet.

24. System nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Kontaktschaltung (56), die mit der Wandlereinrichtung (72) verbunden ist und in Ansprechen auf ein Auslösesignal operabel ist, wobei die Steuereinrichtung (6) eine Einrichtung zum Erzeugen des Auslösesignals und zum Zuführen des Auslösesignals zur Kontaktschaltung (56) umfaßt, um so die Kontaktschaltung (56) zu öffnen und zu verhindern, daß die Hochspannungswechselstromleistung die Wandlereinrichtung (72) erreicht.

25. System nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine geschlossene Kühlmittelkreiseinrichtung zum Zirkulieren eines Kühlmittelfluids durch das Gaslaserrohr (2) und die Stromversorgungseinrichtung (4).

26. System nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelfluid Wasser ist, und daß eine Kühlmitteltemperatursensoreinrichtung (32) bereitgestellt, um der Steuereinrichtung (6) ein Kühlmitteltemperatursignal zuzuführen, und eine Kühlmittelströmungsgeschwindigkeits- Sensoreinrichtung (20) bereitgestellt ist, um der Steuereinrichtung (6) ein Kühlmittelströmungsgeschwindigkeitssignal zuzuführen, und wobei die Steuereinrichtung (6) ein Signal zum Deaktivieren der Gleichstromleistungszufuhr erzeugt, falls wenigstens eines von beiden Signalen, das Kühlmitteltemperatursignal oder das Kühlmittelströmungsgeschwindigkeitssignal einen abnormalen Betriebszustand anzeigt.

27. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Überwachungseinrichtung (54) zum Beenden des Laserausgangspulses bei Erfassen eines unerwünschten Laserausgangspulsparameters, wie dieser von einer Fehlfunktion der Stromversorgung herrühren kann.

28. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die das analoge Signal erzeugende Einrichtung einen ersten Photodetektor (44) umfaßt, und daß die Überwachungseinrichtung umfaßt:

einen zweiten Photodetektor (46) und eine Strahlabtasteinrichtung (42) zum Umleiten eines ersten Anteils des Laserausgangspulses zum ersten Photodetektor (44) und eines zweiten Anteils (3B) des Laserausgangspulses zum zweiten Photodetektor (46).

29. System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlabtasteinrichtung ein keilförmiger Strahlteiler (42) ist und der erste Anteil (3A) des Ausgangsstrahls von einer Frontfläche (62) des Strahlteilers (42) reflektiert ist.

30. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungeinrichtung eine Sicherheitsüberwachungseinrichtung (54) zum Zuführen eines Abschaltsignals zur Leistungsversorgungseinrichtung (4) umfaßt, und die Leistungsversorgungseinrichtung (4) eine Crowbar- bzw. Sicherheitsschalteinrichtung (80) umfaßt, um den Laserstrom um den Laser (2) in Antwort auf das Abschaltsignal herumzuleiten.

31. System nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungeinrichtung umfaßt:

eine erste Photodetektoreinrichtung (44), eine zweite Photodetektoreinrichtung (46) zum Zuführen eines Strahlüberwachungsignals zur Sicherheitsüberwachung (54), und

eine Strahlteilereinrichtung (42) zum Umleiten eines ersten Anteils (3A) des Laserausgangspulses zur ersten Photodetektoreinrichtung (44) und eines zweiten Anteils (3B) des Laserausgangspulses zum zweiten Photodetektor (46), und wobei die Sicherheitsüberwachungseinrichtung (54) ein Abschaltsignal in Ansprechen auf das Strahlüberwachungsignal von der zweiten Photodetektoreinrichtung (46) erzeugt.

32. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Laserausgangspuls eine Anstiegszeit von nicht mehr als ungefähr 1/2 ms und eine Abfallzeit, die viel kürzer als 1/2 ms ist, aufweist.

33. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser ein Gaslaserrohr (2) umfaßt, die Leistungsversorgungseinrichtung eine Startereinrichtung (82) umfaßt zum Ionisieren von Gas innerhalb des Laserrohrs (2) in Ansprechen auf ein Spannungssignal und ein Startsteuersignal, und die analoge Rückkopplungseinrichtung eine Laserstromeinrichtung (78) umfaßt, um zu bewirken, daß ein Laserstrompuls mit einer Amplitude während einer Dauer, die durch ein Belichtungssignal bestimmt ist, durch das Laserrohr (2) strömt, um so die Lasereinrichtung zu veranlassen, einen Laserausgangsstrahlpuls zu erzeugen, wobei die Steuereinrichtung (6) eine Einrichtung zum Erzeugen des Belichtungssignals und des Startsteuersignals umfaßt, und eine Einrichtung zum Zuführen des Belichtungssignals zur Laserstromeinrichtung (78) und des Startsteuersignals zur Starteinrichtung (82).

34. System nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Laserausgangspuls eine Anstiegszeit von nicht mehr als ungefähr 1/2 ms und eine Abfallzeit, die viel kürzer als 1/2 ms ist, hat.