ES2615241T3 - Aparato láser y método para el procesamiento por láser de un material diana - Google Patents

Aparato láser y método para el procesamiento por láser de un material diana Download PDF

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Abstract

Aparato láser para crear una incisión en un tejido de un ojo humano (12), comprendiendo: - un adaptador de paciente (16) configurado para establecer una interfaz con la córnea del ojo humano (12); - una fuente de láser (22) configurada para generar radiación láser pulsada en impulsiones de duración ultracorta; - un selector (24) configurado para seleccionar grupos (60) de impulsos de la radiación láser, comprendiendo cada grupo de impulsos una pluralidad de impulsos con una frecuencia de repetición de impulsos de al menos 100 MHz, en el que los grupos de impulsos tienen una frecuencia de repetición de grupo de no más de aproximadamente 1 MHz; - un dispositivo de escáner (26) configurado para escanear un punto focal de la radiación láser pulsada; - un controlador (18) configurado para controlar el dispositivo de escáner en base a un programa de control (36) que incluye instrucciones que, cuando son ejecutadas por el controlador, hacen que se cree una fotodisrupción basada en LIOB en el tejido del ojo humano (12) para cada grupo de impulsos. caracterizado por que la fuente de láser (22) incluye un láser semiconductor que es uno de un tipo VECSEL, un tipo VCSEL y un tipo MIXSEL, en el que una energía de impulsos de la radiación láser pulsada generada por el láser semiconductor (22) está en el orden de 1 a 100 picojulios, y en el que el aparato láser comprende además: - un primer amplificador (52) configurado para amplificar la energía de los impulsos de la radiación láser pulsada en el orden de nanojulios antes de la selección de los grupos de impulsos (60), y - un segundo amplificador (56) configurado para amplificar los impulsos seleccionados por el selector (54) en un factor de al menos 10, 20, 50 o 100.

Description

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DESCRIPCION
Aparato laser y metodo para el procesamiento por laser de un material diana
La presente descripcion se refiere en general a un aparato y a un metodo para procesar por laser un material diana. Mas en concreto, el aparato y el metodo de la presente descripcion estan destinados a una aplicacion de impulsos multiples de radiacion laser pulsada para crear microdisrupciones en un material diana.
Una aplicacion de un solo impulso de radiacion laser pulsada utiliza un unico impulso de laser para crear una microdisrupcion en un material diana. Por el contrario, una aplicacion de multiples impulsos crea una microdisrupcion en el material diana a traves del efecto combinado de una pluralidad de impulsos de radiacion aplicados sucesivamente y de manera sustancial en el mismo emplazamiento del material diana. Tfpicamente, cada impulso de la pluralidad no tiene energfa e intensidad suficientes para crear una disrupcion en el material, aunque el efecto acumulado de la pluralidad de impulsos logra la disrupcion deseada. En aplicaciones de un solo impulso, un punto focal de la radiacion laser es dirigido a una nueva posicion despues de cada aplicacion de un impulso, en el que los emplazamientos de aplicacion de los impulsos tienen poco o ningun solapamiento. En aplicaciones de multiples impulsos, despues de que un grupo de impulsos se aplican sustancialmente en el mismo emplazamiento del material diana, el punto focal de la radiacion laser se mueve a una nueva posicion para la aplicacion de un siguiente grupo de impulsos. Aunque los impulsos dentro de un grupo tienen suficiente solapamiento posicional para tener el efecto acumulado necesario para lograr la disrupcion deseada del material, los impulsos de diferentes grupos no tienen solapamiento posicional o sustancialmente ningun solapamiento posicional.
Los sistemas laser convencionales de un solo impulso que proporcionan radiacion laser pulsada de fs (femtosegundo) estan provistos de un oscilador laser de estado solido o de fibra y de un dispositivo de amplificacion que funciona como un amplificador de impulso gorjeado o un amplificador regenerativo para amplificar los impulsos. Se emplea un selector de impulsos para reducir la frecuencia de repeticion de los impulsos generados por el oscilador laser de estado solido o de fibra a un valor suficientemente bajo para permitir la amplificacion de los impulsos mediante el dispositivo amplificador. Otros disenos convencionales de sistemas laser de fs emplean un resonador laser de cavidad larga o de descarga en cavidad para conseguir la energfa de impulsos deseada necesaria para aplicaciones de un solo impulso en un material diana.
Los documentos EP 1 829 510 A1 y US 2008/0015662 A2 describen un aparato laser de fs que emplea un doble impulso para conseguir una fotodisrupcion en tejido corneal humano, en el que el impulso doble consiste en un preimpulso de menor energfa y un impulso principal de mayor energfa.
El documento US 2003/0222324 A1 describe una tecnica para extraer por ablacion enlaces conductores de un chip de circuito integrado que utiliza conjuntos de impulsos de radiacion laser. Cada impulso no tiene energfa suficiente para cortar completamente un enlace, aunque extrae una parte del enlace. La extraccion del material de enlace ocurre asf de manera escalonada con cada impulso individual del conjunto.
El documento US 2003/0222324 A1 describe una tecnica para extraer por ablacion enlaces conductores de un chip de circuito integrado que utiliza conjuntos de impulsos de radiacion laser. Cada impulso no tiene energfa suficiente para cortar completamente un enlace, aunque extrae una parte del enlace. La extraccion del material de enlace ocurre asf de manera escalonada con cada impulso individual del conjunto.
En el documento US 2010/004643 A1, se describe un sistema que comprende un laser para proporcionar impulsos de laser, optica laser para proporcionar una pluralidad de rafagas de impulsos de laser individuales, un escaner con frecuencia de escaneo, y un sistema de control que comprende un patron predeterminado de disparos de laser para dirigir el laser a una parte del cristalino del ojo. Se emplean anchuras de impulso de entre aproximadamente 1 fs y 100 fs y energfas de entre aproximadamente 1 nJ y 1 mJ. La tasa de impulso es de entre aproximadamente 1 KHz y varios GHz. Un oscilador / amplificador laser Lumera Rapid puede proporcionar un impulso de 20 |jJ a una tasa de 50 KHz o una rafaga de entre 2 y 20 impulsos, separandose cada impulso de la rafaga 20 ns.
El documento US 2008/015662 A1 describe una aparato para el procesamiento por laser de la cornea del ojo, que emite a la cornea del ojo un tren de impulsos de radiacion laser con una duracion de impulso en el orden de femtosegundos.
El documento WO 2007/092803 A2 describe metodos y sistema basados en laser para extraer una o mas estructuras de enlace diana de un circuito fabricado sobre un sustrato. Dos impulsos inmediatamente adyacentes de una salida de laser tienen una separacion temporal en el orden de aproximadamente 2 nanosegundos a aproximadamente 10 nanosegundos.
Del documento US 6.735.234 B1, se conoce un laser de cavidad externa vertical semiconductor opticamente bombeado y con emision superficial (OPS-VECSEL) que esta bloqueado en modo pasivo por un espejo semiconductor de absorcion saturable.
El objeto de la presente invencion se consigue con un laser como se define en la reivindicacion 1. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.
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En un aspecto, la presente descripcion proporciona un aparato laser que comprende: una fuente de laser para generar radiacion laser pulsada en impulsiones de duracion ultracorta; un selector para seleccionar grupos de impulsos de la radiacion laser, comprendiendo cada grupo de impulsos una pluralidad de impulsos con una frecuencia de repeticion de impulsos de al menos 100 MHz, en el que los grupos de impulsos tienen una frecuencia de repeticion de grupo de no mas de aproximadamente 1 MHz; un dispositivo de escaner para escanear un punto focal de la radiacion laser pulsada; y un controlador para controlar el dispositivo de escaner en base a un programa de control que incluye instrucciones que, cuando son ejecutadas por el controlador, hacen que se cree una separacion/disrupcion/dano en el material diana.
La fuente de laser incluye un laser semiconductor. El laser semiconductor puede ser uno de un tipo VECSEL (laser de cavidad externa vertical y emision superficial), un tipo VCSEL (laser de cavidad vertical y emision superficial) y un tipo MIXSEL (laser de cavidad externa y emision superficial integrada en modo bloqueado).
En algunas realizaciones, la frecuencia de repeticion de impulsos es de al menos 500 MHz, 800 MHz o 1 GHz.
En algunas realizaciones, un grupo de impulsos incluye no menos de 10 impulsos o 20 impulsos o 50 impulsos u 80 impulsos o 100 impulsos.
En algunas realizaciones, un grupo de impulsos tiene una duracion de grupo de no mas de 500 ns o 200 ns o 150 ns o 120 ns.
En algunas realizaciones, grupos sucesivos de impulsos son desplazados temporalmente al menos la duracion de un grupo de impulsos.
En algunas realizaciones, al menos una de la energfa y la potencia de pico es nominalmente la misma para todos los impulsos de un grupo. Nominalmente se refiere al ajuste del aparato laser que emite los impulsos y quiere decir que se aplican los mismos valores diana de energfa y / o potencia de pico para todos los impulsos de un grupo. Esto no impide la aparicion de fluctuaciones de los valores reales de energfa o potencia de pico entre los impulsos de un grupo debido a procesos estadfsticos.
En algunas realizaciones, el aparato comprende un emplazamiento de salida para emitir la radiacion laser pulsada hacia un material diana, en el que los impulsos emitidos al emplazamiento de salida se caracterizan por caractensticas de impulso que garantizan la generacion de una descomposicion optica inducida por laser en el tejido del ojo humano por cada grupo de impulsos.
En algunas realizaciones, la energfa acumulada de un grupo de impulsos emitidos al emplazamiento de salida esta en el orden de nanojulios o microjulios. Como ejemplo numerico y no limitativo, la energfa acumulada de un grupo de impulsos emitidos al emplazamiento de salida puede estar entre 0,1 y 1 microjulios.
En algunas realizaciones, la energfa de un solo impulso dentro del grupo de impulsos emitidos al emplazamiento de salida esta en el orden de picojulios o nanojulios.
El material diana es un material biologico. El material biologico es tejido de un ojo humano, por ejemplo, tejido de la cornea o material del cristalino humano.
A continuacion se describiran realizaciones de la presente descripcion a modo de ejemplo, con mayor detalle y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 ilustra un ejemplo de un aparato laser para crear incisiones en un ojo humano de acuerdo con una realizacion;
La figura 2 ilustra con mayor detalle componentes de un dispositivo laser del aparato de la figura 1 de acuerdo con una realizacion; y
La figura 3 ilustra un ejemplo de un metodo para crear incisiones en un ojo humano de acuerdo con una realizacion.
Con referencia ahora a los dibujos, se muestran en detalle ejemplos de realizacion del aparato y metodo descritos. La siguiente descripcion no pretende de ningun modo ser exhaustiva o limitar o restringir de otro modo las reivindicaciones adjuntas a las realizaciones espedficas mostradas en los dibujos y dadas a conocer en el presente documento. Aunque los dibujos representan posibles realizaciones, los dibujos no son necesariamente a escala y algunas caractensticas pueden simplificarse, exagerarse, eliminarse o seccionarse parcialmente para ilustrar mejor las realizaciones. Ademas, algunos dibujos pueden estar en forma esquematica.
La figura 1 ilustra un ejemplo de realizacion de un aparato 10 configurado para crear incisiones en tejido de ojo humano. En la realizacion ilustrada, el aparato 10 incluye un dispositivo laser y un ordenador de control. El dispositivo laser puede crear incisiones en una cornea, un cristalino humano u otra estructura de un ojo humano usando radiacion laser pulsada ultracorta. Tal como se utiliza en el presente documento, por ultracorta se entiende una duracion de impulso en el orden de un picosegundo o femtosegundo o attosegundo.
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En el ejemplo ilustrado de la figura 1, el aparato 10 realiza cirugfa laser en un ojo humano 12. El aparato 10 incluye un dispositivo laser 14, un adaptador de paciente 16, un ordenador de control 18 y una memoria 20, que se pueden acoplar como se muestra. El dispositivo laser 14 incluye una fuente de laser 22, un dispositivo de conformacion de tren de impulsos 24, un escaner 26, uno o mas espejos opticos 28 y un objetivo de enfoque 30, que se pueden acoplar como se muestra. El adaptador de paciente 16 incluye un elemento de contacto 32 y un manguito de soporte 34. La memoria 20 almacena un programa de control 36.
La fuente de laser 22 genera un haz de laser 38 con impulsos ultracortos. El punto focal del haz de laser 38 puede crear una descomposicion optica inducida por laser (LIOB) en tejidos tales como la cornea u otra estructura del ojo 12. El haz de laser 38 puede tener cualquier longitud de onda adecuada, tal como una longitud de onda en el orden de 300-1900 nanometros (nm), por ejemplo, una longitud de onda en el orden de 300-650, 650-1050, 1050-1250, 1100-1400 o 1400-1500 o 1500-1900 nm. El haz de laser 38 puede tener tambien un volumen de enfoque relativamente pequeno, por ejemplo 5 micrometros (pm) o menos de diametro.
El dispositivo de conformacion de tren de impulsos 24, el escaner 26, los espejos opticos 28 y el objetivo de enfoque 30 estan en la trayectoria de haz del haz de laser 38. La fuente de laser 22 genera el haz de laser 38 como una secuencia de impulsos de radiacion laser que se suceden a intervalos regulares. El dispositivo de conformacion de tren de impulsos 24 forma la secuencia proporcionada por la fuente de laser 22 en un tren de impulsos compuesto por grupos sucesivos de impulsos (o "rafagas"). Cada grupo de impulsos del tren de impulsos comprende una pluralidad de impulsos de radiacion. En algunas realizaciones, los impulsos de un grupo de impulsos se forman directamente mediante la seleccion de impulsos sucesivos de la secuencia proporcionada por la fuente de laser 22, de manera que el intervalo de tiempo entre los impulsos del grupo corresponde al intervalo de tiempo entre los impulsos de la secuencia proporcionada por la fuente de laser 22. En otras realizaciones, el intervalo de tiempo entre los impulsos de un grupo de impulsos puede ser mayor que el intervalo de tiempo entre los impulsos de la secuencia proporcionada por la fuente de laser 22. Para ello, el dispositivo de conformacion de tren de impulsos 24 puede seleccionar para un grupo de impulsos, impulsos de la secuencia que estan separados por al menos un impulso intermedio. Por el contrario, el intervalo de tiempo entre grupos sucesivos de impulsos del tren de impulsos emitidos por el dispositivo de conformacion de tren de impulsos 24 es un multiplo del intervalo de tiempo entre los impulsos de un grupo. El dispositivo de conformacion de tren de impulsos 24 puede proporcionar adicionalmente una funcion de amplificacion para los impulsos del tren de impulsos.
El escaner 26 esta configurado para controlar transversalmente y longitudinalmente el punto focal del haz de laser 38. "Transversal" se refiere a una direccion perpendicular a la direccion de propagacion del haz de laser 38, y "longitudinal" se refiere a la direccion de propagacion de haz. El plano transversal puede designarse como un plano x-y, y la direccion longitudinal puede designarse como la direccion z.
El escaner 26 puede dirigir transversalmente el haz de laser 38 de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, el escaner 26 puede incluir un par de espejos de escaner accionados galvanometricamente que se pueden inclinar alrededor de ejes perpendiculares entre sf. Como otro ejemplo, el escaner 26 puede incluir un cristal electro-optico que pueda dirigir electroopticamente el haz de laser 38. El escaner 26 puede dirigir longitudinalmente el haz de laser 38 de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, el escaner 26 puede incluir una lente longitudinalmente ajustable, una lente de potencia de refraccion variable o un espejo deformable que pueda controlar la posicion z del enfoque de haz. Los componentes de control de enfoque del escaner 26 pueden estar dispuestos de cualquier manera adecuada a lo largo de la trayectoria de haz, por ejemplo, en la misma o en diferentes unidades modulares.
El uno o mas espejos opticos 28 dirigen el haz de laser 38 hacia el objetivo de enfoque 30. Por ejemplo, un espejo optico 28 puede ser un espejo de desviacion inamovible o un espejo de desviacion movil. Como alternativa, se puede proporcionar un elemento optico que pueda refractar y / o difractar el haz de laser 38 en lugar de un espejo optico 28.
El objetivo de enfoque 30 enfoca el haz de laser 38 sobre un area diana del ojo 12. El objetivo de enfoque 30 puede acoplarse de forma separable al adaptador de paciente 16. El objetivo de enfoque 30 puede ser cualquier dispositivo optico adecuado, tal como un objetivo F-Theta.
El adaptador de paciente 16 establece una interfaz con la cornea del ojo 12. El manguito 34 se acopla al objetivo de enfoque 30 y retiene el elemento de contacto 32. El elemento de contacto 32 es transparente o translucido a la radiacion laser y tiene una cara de tope 40 que interactua con la cornea y puede nivelar una parte de la cornea. En algunas realizaciones, la cara de tope 38 es plana y forma un area plana sobre la cornea. La cara de tope 40 puede estar en un plano x-y, de manera que el area plana esta tambien en un plano x-y. En otras realizaciones, la cara de tope 40 no necesita ser plana, por ejemplo, puede ser convexa o concava.
El ordenador de control 18 controla componentes controlables del dispositivo laser 14 tales como, por ejemplo, la fuente de laser 22, el dispositivo de conformacion de tren de impulsos 24, el escaner 26 y / o el espejo o espejos 28, de acuerdo con el programa de control 36. El programa de control 36 contiene un codigo informatico que ordena a los componentes controlables que enfoquen la radiacion de laser pulsada en una region del ojo 12 para realizar la fotodisrupcion de al menos una parte de la region.
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El escaner 26 puede dirigir el haz de laser 38 para formar incisiones de cualquier geometna adecuada. Se puede realizar una fotodisrupcion en cualquier parte adecuada del tejido del ojo l2. El aparato 10 puede realizar una fotodisrupcion en una capa de tejido moviendo el enfoque del haz de laser 38 a lo largo de una trayectoria de escaneo dada. Cuando el haz de laser 38 se desplaza a lo largo de la trayectoria de escaneo, los impulsos de radiacion crean fotodisrupciones en el tejido del ojo 12. Mas en concreto, una fotodisrupcion es causada por cada grupo de impulsos del tren de impulsos emitidos por el dispositivo de conformacion de tren de impulsos 24. Mediante la yuxtaposicion de una pluralidad de fotodisrupciones, se puede crear una incision de cualquier geometna deseada en el ojo 12.
A continuacion, se hace referencia ademas a la figura 2. En esta figura, se muestra que la fuente de laser 22 incluye una fuente de bomba 42 y un resonador laser 44. La fuente de bomba 42 puede estar configurada para el bombeo electrico u optico del resonador laser 44. Por ejemplo, la fuente de bomba 42 puede incluir un circuito de accionamiento semiconductor electronico o un diodo de bomba. El resonador laser 44 puede ser del tipo VECSEL. VECSEL significa laser de cavidad externa vertical y emision superficial y designa un tipo de laser semiconductor que se basa en un chip de ganancia semiconductor con emision superficial y un resonador que se completa con uno o varios elementos opticos externos. Se puede encontrar informacion mas detallada sobre laseres de tipo VECSEL en Semiconductor Disc Lasers: Physics and Technology, editado por Oleg G. Okhotnikov, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, ISBN 978-3-527-40933-4.
En otras realizaciones, el resonador laser 44 es otro tipo de laser semiconductor tal como, por ejemplo, un VCSEL o MIXSEL. Para el bloqueo en modo pasivo, el resonador 44 puede incluir un espejo de absorcion saturable (SAM) fabricado con tecnologfa de semiconductores.
La fuente de laser 22 genera el haz de laser 38 como una secuencia de impulsos de radiacion ultracortos que se suceden a intervalos regulares y que tienen una frecuencia de repeticion de impulsos de al menos 100 MHz. Un diagrama P-t en la parte inferior izquierda de la figura 2 ilustra esquematicamente la secuencia de impulsos en una posicion (1) en la salida de la fuente de laser 22. La secuencia se indica con el numero 46 y los impulsos individuales de la secuencia se indican con el numero 48. En el diagrama P-t, P indica potencia y t indica tiempo. La frecuencia de repeticion de impulsos de los impulsos 48 de la secuencia 46 puede tener cualquier valor adecuado en el orden de 100 MHz-500 MHz, 500 MHz-1 GHz, 1 GHz-2 GHz, 2 GHz-5 GHz, 5 GHz-10 GHz, o 10 GHz-20 GHz. La energfa de impulsos (y del mismo modo la potencia de pico de impulsos) es la misma (dentro de tolerancias aplicables ya que son inevitables en la creacion de impulsos de laser ultracortos) para todos los impulsos 48 de la secuencia 46. La energfa de impulsos puede tener cualquier valor adecuado y puede, por ejemplo, estar en el orden de picojulios (pJ). Por ejemplo, la energfa de impulsos de los impulsos 48 emitidos por la fuente de laser 22 puede ser de al menos aproximadamente 1 pJ y como maximo de aproximadamente 10 nJ por impulso. En algunas realizaciones, los impulsos 48 pueden tener una energfa de impulsos en el orden de 1-100 pJ, 100-500 pJ, 0,5-1 nJ o 1-10 nJ.
En la realizacion ilustrada de la figura 2, un aislador optico 50 esta acoplado entre la fuente de laser 22 y el dispositivo de conformacion de tren de impulsos 24 para suprimir la retroreflexion de impulsos en el resonador laser 44. Se conocen de manera tradicional estructuras adecuadas de aisladores opticos para el fin pretendido y en el presente documento se omite una descripcion detallada de las mismas.
Despues de pasar a traves del aislador optico 50, el haz de laser 38 entra en el dispositivo de conformacion de tren de impulsos 24. El dispositivo de conformacion de tren de impulsos 24 incluye un preamplificador 52, un selector de impulsos 54 y un posamplificador (o "amplificador de refuerzo") 56. El preamplificador 52 efectua una amplificacion de los impulsos 48 de la secuencia 46 mediante cualquier factor adecuado. Por ejemplo, el factor de amplificacion puede estar en el orden de 102-104, 200-5000, 500-3000 o 700-2000. En algunas realizaciones, el preamplificador 52 efectua una amplificacion de los impulsos 48 a un nivel de energfa en el orden de nanojulios (nJ), por ejemplo, en el orden nJ de un dfgito o dos dfgitos. En algunas realizaciones, el preamplificador 52 es un amplificador optico semiconductor (SOA). En otras realizaciones, el preamplificador 52 es un amplificador de fibra.
El selector de impulsos 54 realiza la recogida de impulsos en los impulsos (preamplificados) 48 de la secuencia continua de impulsos 46 para generar un tren de impulsos que consta de grupos sucesivos de impulsos que comprenden cada uno una pluralidad de impulsos (preamplificados). Un diagrama P-t en la parte inferior derecha de la figura 2 ilustra esquematicamente un patron del tren de impulsos emitido por el selector de impulsos 54, es decir, en una posicion (2) a lo largo de la trayectoria de haz del haz de laser 38. El tren de impulsos se indica con el numero 58 y grupos (o "rafagas") de impulsos en el tren se indican con el numero 60. Los grupos de impulsos 60 incluyen cada uno el mismo numero de impulsos (preamplificados). Los impulsos preamplificados se indican con el numero 48'. El numero de impulsos 48' en cada grupo de impulsos 60 puede tener cualquier valor adecuado, por ejemplo, puede estar en el orden de 10-1000, 10-500, 20-200 o 50-150. La energfa de impulsos es la misma para todos los impulsos 48' en un grupo de impulsos 60.
El selector de impulsos puede ser cualquier dispositivo adecuado que permita seleccionar impulsos individuales o grupos de impulsos de la secuencia continua de impulsos 46 y pasar los impulsos o grupos de impulsos seleccionados al posamplificador 56. Por ejemplo, el selector de impulsos 54 puede ser implementado como un modulador acustico-optico (AOM). Otras realizaciones de un impulso seleccionado pueden incluir un modulador
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electro-optico o una celula de Pockels. La frecuencia de repeticion de los grupos de impulsos 60 es menor en al menos un orden de 2 o 3 que la frecuencia de repeticion de impulsos de la secuencia 46. La frecuencia de repeticion de los grupos de impulsos 60 no es superior a aproximadamente 1 MHz y vana, por ejemplo, de 100 a 500 kHz o de 500 kHz a 1 MHz.
La frecuencia de repeticion de impulsos de los impulsos 48' en un grupo de impulsos 60 es la misma que la frecuencia de repeticion de los impulsos 48 de la secuencia 46. Si definimos la relacion entre la duracion de un grupo 60 y el intervalo de repeticion de los grupos 60 como un ciclo de operacion, el valor del ciclo de operacion puede estar en el orden de 2-30, 5-20 o 5-15 %. Por ejemplo, el ciclo de operacion puede ser de aproximadamente el 10 %.
El posamplificador 56 realiza la amplificacion de los impulsos 48' del tren de impulsos 60 para elevar el nivel de energfa de los impulsos 48' un factor que es de al menos 10, 20, 50 o 100. En algunas realizaciones, el posamplificador 56 amplifica los impulsos 48' a un nivel de energfa en el orden de nJ de 1 dfgito, 2 dfgitos o 3 dfgitos o en el orden de microjulios (|jJ) de 1 dfgito o dos dfgitos. Por ejemplo, el posamplificador amplifica los impulsos 48' a aproximadamente un valor de 1 |jJ. El posamplificador puede incluir un amplificador de fibra, por ejemplo, un amplificador de fibra de modo de gran area (LMA) o una fibra de gran densidad (LPF).
Con referencia de nuevo a la figura 1, el adaptador de paciente 16 con su elemento de contacto 32 proporciona un emplazamiento de salida en el que el haz de laser 38 es emitido desde el aparato 10 hacia la diana (es decir, el ojo 12). A medida que salen a traves del adaptador de paciente 16, los impulsos de un grupo de impulsos tienen la misma energfa y potencia y cada impulso individual de un grupo de impulsos del haz de laser 38 no tiene energfa suficiente para conseguir una descomposicion optica inducida por laser en el tejido ocular sometido a tratamiento. Es decir, la energfa de cada impulso individual esta por debajo de un umbral de energfa aplicable para aplicaciones de un solo impulso, es decir, esta por debajo de un nivel de energfa necesario para inducir un LIOB mediante un solo impulso. Sin embargo, el efecto acumulado de la totalidad de los impulsos de un grupo de impulsos emitidos al adaptador de paciente 16 es suficiente para inducir un LIOB en el tejido tratado. En algunas realizaciones, el escaner 26 es controlado para mover el haz de laser 38 continuamente, de manera que los impulsos de un grupo de impulsos se apliquen al tejido ocular tratado "sobre la marcha", es decir, sin detener el movimiento del haz de laser 38. Como el desplazamiento temporal de los impulsos de un grupo de impulsos es suficientemente corto teniendo en cuenta la velocidad de escaneo del haz de laser 38, se asegura sin embargo que los impulsos de un grupo de impulsos sean disparados sobre el tejido ocular con suficiente solapamiento posicional para conseguir el LIOB deseado. Al mismo tiempo, el desvfo temporal de grupos sucesivos del tren de impulsos 60 es suficientemente grande para asegurar que se disparen grupos sucesivos en posiciones separadas del tejido ocular sin superposicion sustancial. De esta manera, las series de grupos de impulsos en el tren de impulsos 60 son eficaces para crear una serie de fotodisrupciones en el tejido del ojo 12.
Aunque no se muestra en los dibujos, el dispositivo laser 14 puede incluir en algunas realizaciones componentes opticos adicionales tales como un alargador de impulsos, un compresor de impulsos, una rejilla de reflexion y / o una rejilla de transmision. Estos componentes son convencionales per se, de modo que puede omitirse aqrn una descripcion detallada de los mismos.
La figura 3 es un ejemplo de un metodo para crear una incision en una diana, por ejemplo, en el ojo 12. El metodo puede realizarse utilizando el aparato 10. En la etapa 200, puede proporcionarse un laser de tipo VECSEL. En la etapa 210, el laser de tipo VECSEL puede controlarse para generar radiacion laser. La radiacion generada puede tener una frecuencia de repeticion de impulsos de aproximadamente 1 GHz o mas. En la etapa 220, se pueden seleccionar grupos de impulsos a partir de la radiacion generada, en donde los grupos de impulsos pueden tener una frecuencia de repeticion de aproximadamente 1 MHz o menos. En la etapa 230, un punto focal de la radiacion laser puede ser controlado para moverse sobre un area diana de una diana para crear una incision en la diana. La incision puede tener cualquier geometna adecuada y puede crearse, por ejemplo, en la cornea o en el cristalino de un ojo humano 12.

Claims (10)

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    REIVINDICACIONES
    1. Aparato laser para crear una incision en un tejido de un ojo humano (12), comprendiendo:
    - un adaptador de paciente (16) configurado para establecer una interfaz con la cornea del ojo humano (12);
    - una fuente de laser (22) configurada para generar radiacion laser pulsada en impulsiones de duracion ultracorta;
    - un selector (24) configurado para seleccionar grupos (60) de impulsos de la radiacion laser, comprendiendo cada grupo de impulsos una pluralidad de impulsos con una frecuencia de repeticion de impulsos de al menos 1O0 MHz, en el que los grupos de impulsos tienen una frecuencia de repeticion de grupo de no mas de aproximadamente 1 MHz;
    - un dispositivo de escaner (26) configurado para escanear un punto focal de la radiacion laser pulsada;
    - un controlador (18) configurado para controlar el dispositivo de escaner en base a un programa de control (36) que incluye instrucciones que, cuando son ejecutadas por el controlador, hacen que se cree una fotodisrupcion basada en LIOB en el tejido del ojo humano (12) para cada grupo de impulsos.
    caracterizado por que la fuente de laser (22) incluye un laser semiconductor que es uno de un tipo VECSEL, un tipo VCSEL y un tipo MIXSEL,
    en el que una energfa de impulsos de la radiacion laser pulsada generada por el laser semiconductor (22) esta en el orden de 1 a 100 picojulios, y
    en el que el aparato laser comprende ademas:
    - un primer amplificador (52) configurado para amplificar la energfa de los impulsos de la radiacion laser pulsada en el orden de nanojulios antes de la seleccion de los grupos de impulsos (60), y
    - un segundo amplificador (56) configurado para amplificar los impulsos seleccionados por el selector (54) en un factor de al menos 10, 20, 50 o 100.
  2. 2. Aparato laser segun la reivindicacion 1, en el que la frecuencia de repeticion de impulsos es de al menos 500 MHz, 800 MHz o 1 GHz.
  3. 3. Aparato laser segun la reivindicacion 1 o 2, en el que un grupo de impulsos (60) incluye no menos de 10 impulsos o 20 impulsos o 50 impulsos u 80 impulsos o 100 impulsos.
  4. 4. Aparato laser segun cualquiera de las reivindicaciones 1a 3, en el que un grupo de impulsos (60) tiene una duracion de grupo de no mas de 200 ns o 150 ns o 120 ns.
  5. 5. Aparato laser segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que grupos sucesivos de impulsos (60) son desplazados temporalmente al menos la duracion de un grupo de impulsos.
  6. 6. Aparato laser segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende un emplazamiento de salida para emitir la radiacion laser pulsada hacia un material diana, en el que impulsos emitidos al emplazamiento de salida se caracterizan por caractensticas de impulso que garantizan la generacion de una descomposicion optica inducida por laser en el tejido del ojo humano por cada grupo de impulsos.
  7. 7. Aparato laser segun la reivindicacion 6, en el que la energfa acumulada de un grupo (60) de impulsos emitidos al emplazamiento de salida esta en el orden de nanojulios o microjulios.
  8. 8. Aparato laser segun la reivindicacion 7, en el que la energfa acumulada de un grupo (60) de impulsos emitidos al emplazamiento de salida esta en el orden de entre 0,1 y 1 microjulios.
  9. 9. Aparato laser segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que la energfa de un impulso emitido al emplazamiento de salida esta en el orden de nanojulios.
  10. 10. Aparato laser segun cualquiera de las reivindicaciones 1a 9, en el que un grupo de impulsos tiene la misma energfa para todos los impulsos del grupo o tiene la misma potencia de pico para todos los impulsos del grupo.
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