JP2006189587A - 医療用レーザ装置 - Google Patents
医療用レーザ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006189587A JP2006189587A JP2005000891A JP2005000891A JP2006189587A JP 2006189587 A JP2006189587 A JP 2006189587A JP 2005000891 A JP2005000891 A JP 2005000891A JP 2005000891 A JP2005000891 A JP 2005000891A JP 2006189587 A JP2006189587 A JP 2006189587A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- laser light
- optical system
- wavelength conversion
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
- A61B2018/2065—Multiwave; Wavelength mixing, e.g. using four or more wavelengths
Abstract
【課題】 損傷閾値の低い波長変換素子であっても、出力の高い可視レーザ光を得ることができる医療用レーザ装置を提供すること。
【解決手段】 患部組織にレーザ光を照射して治療する医療用レーザ装置において、スペクトル幅を持つ赤外域のレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光源からのレーザ光の波長を空間的に分散する波長分散光学系と、波長分散光学系により分散されたレーザ光の各波長の光路位置に対応して配置され、各波長をそれぞれ第二高調波に変換する波長変換素子を持つ波長変換光学系と、波長変換光学系で変換された各第二高調波を合波する波長合波光学系と、合波されたレーザ光を患者の患部組織に導光する導光光学系と、を備えること。
【選択図】 図1
【解決手段】 患部組織にレーザ光を照射して治療する医療用レーザ装置において、スペクトル幅を持つ赤外域のレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光源からのレーザ光の波長を空間的に分散する波長分散光学系と、波長分散光学系により分散されたレーザ光の各波長の光路位置に対応して配置され、各波長をそれぞれ第二高調波に変換する波長変換素子を持つ波長変換光学系と、波長変換光学系で変換された各第二高調波を合波する波長合波光学系と、合波されたレーザ光を患者の患部組織に導光する導光光学系と、を備えること。
【選択図】 図1
Description
本発明は、患部組織にレーザ光を照射して治療する医療用のレーザ装置に関する。
従来、連続発振する可視域の治療レーザ光を出射可能な治療用レーザ装置は、共振光学系内に波長変換素子である非線形結晶を配置し、Nd:YAGレーザ等の赤外レーザ光をその第二高調波に変換して可視光のレーザ光を出力させるものであった(例えば、特許文献1参照)。近年では、ラマンファイバを利用して励起光源からの赤外レーザ光を長波長側に波長シフトさせ、発振器外に配置したPPLN等の擬似位相整合素子を用いて、ラマンシフトさせた赤外レーザ光を光凝固治療に好ましいオレンジ色や赤色レーザ光に変換するようにした装置が提案されている(特許文献2参照)。
特開2002−151774号公報
特開2004−321507号公報
ところで、光凝固等に使用される治療レーザ光は、1W以上の高出力を求められる。一方、赤外の基本波レーザ光を可視光に変換する非線形結晶は損傷閾値が低く、高出力の基本波レーザ光を入射できないため、高出力の可視レーザ光を得難いという問題がある。また、ラマンシフトされたレーザ光は半値幅(スペクトル幅)が広くなりやすく、入力レーザ光の全体強度に対して波長変換素子の変換効率が低いという問題がある。またさらに、ラマンシフトされたレーザ光の中心波長は強度や温度等によってずれるため、所期する中心波長に合わせて構成された波長変換素子では波長変換後の出力がばらつく問題がある。波長変換する前の基本波レーザ光のスペクトル幅を狭くしたり、中心波長を固定したりすることはある程度可能であるが、一般的には精密な温度調整や付加的な波長固定のためのマスター光源を必要とし、複雑で高価なものとなる。
本発明は、上記問題点を鑑み、損傷閾値の低い波長変換素子であっても、出力の高い可視レーザ光を得ることができる医療用レーザ装置を提供することを技術課題とする。また、レーザ光源からのレーザ光のスペクトル幅が広くても、波長変換効率を良くして出力の高い可視レーザ光を得ることができ、さらには、中心波長が変動しても変換効率を落とさずに出力の高い可視レーザ光を得ることができる医療用レーザ装置を提供することを技術課題とする。
本発明は、上記問題点を鑑み、損傷閾値の低い波長変換素子であっても、出力の高い可視レーザ光を得ることができる医療用レーザ装置を提供することを技術課題とする。また、レーザ光源からのレーザ光のスペクトル幅が広くても、波長変換効率を良くして出力の高い可視レーザ光を得ることができ、さらには、中心波長が変動しても変換効率を落とさずに出力の高い可視レーザ光を得ることができる医療用レーザ装置を提供することを技術課題とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
(1) 患部組織にレーザ光を照射して治療する医療用レーザ装置において、スペクトル幅を持つ赤外域のレーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ光の波長を空間的に分散する波長分散光学系と、該波長分散光学系により分散されたレーザ光の各波長の光路位置に対応して配置され、各波長をそれぞれ第二高調波に変換する波長変換素子を持つ波長変換光学系と、該波長変換光学系で変換された各第二高調波を合波する波長合波光学系と、該合波されたレーザ光を患者の患部組織に導光する導光光学系と、を備えることを特徴とする。
(2) (1)の波長変換素子は、分極反転の周期構造を持つ擬似位相整合素子であって、空間的に分散されたレーザ光の各波長の光路位置で各波長に対応して擬似位相整合を満たす周期構造が連続的又は段階的に形成された擬似位相整合素子を持ち、該擬似位相整合素子を一体化した波長変換素子であることを特徴とする。
(3) (1)又は(2)の医療用レーザ装置において、前記波長変換光学系は前記レーザ光源からのレーザ光の中心波長の変動分を含む波長範囲についても各波長をそれぞれ第二高調波に変換する波長変換素子を備えることを特徴とする。
(4) (1)〜(3)の何れかの医療用レーザ装置において、前記波長分散光学系及び波長合波光学系を導波路タイプの光学系で構成したことを特徴とする。
(1) 患部組織にレーザ光を照射して治療する医療用レーザ装置において、スペクトル幅を持つ赤外域のレーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ光の波長を空間的に分散する波長分散光学系と、該波長分散光学系により分散されたレーザ光の各波長の光路位置に対応して配置され、各波長をそれぞれ第二高調波に変換する波長変換素子を持つ波長変換光学系と、該波長変換光学系で変換された各第二高調波を合波する波長合波光学系と、該合波されたレーザ光を患者の患部組織に導光する導光光学系と、を備えることを特徴とする。
(2) (1)の波長変換素子は、分極反転の周期構造を持つ擬似位相整合素子であって、空間的に分散されたレーザ光の各波長の光路位置で各波長に対応して擬似位相整合を満たす周期構造が連続的又は段階的に形成された擬似位相整合素子を持ち、該擬似位相整合素子を一体化した波長変換素子であることを特徴とする。
(3) (1)又は(2)の医療用レーザ装置において、前記波長変換光学系は前記レーザ光源からのレーザ光の中心波長の変動分を含む波長範囲についても各波長をそれぞれ第二高調波に変換する波長変換素子を備えることを特徴とする。
(4) (1)〜(3)の何れかの医療用レーザ装置において、前記波長分散光学系及び波長合波光学系を導波路タイプの光学系で構成したことを特徴とする。
本発明によれば、損傷閾値の低い波長変換素子であっても、出力の高い可視レーザ光を得ることができる。また、レーザ光源からのレーザ光のスペクトル幅が広くても、波長変換効率を良くして出力の高い可視レーザ光を得ることができる。またさらに、中心波長が変動しても変換効率を落とさずに出力の高い可視レーザ光を得ることができる。
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の第一実施形態のレーザ装置を示す概略構成図である。図1において、1は赤外域のレーザ光を出射するレーザ光源ユニットである。レーザ光源ユニット1は制御ユニット70に接続されおり、制御ユニット70はレーザ出力や凝固時間等の治療条件を設定するコントロールパネル71に接続されている。
レーザ光源ユニット1は、ラマンファイバレーザが好適である。レーザ光源ユニット1の内部には、図2に示す様に、ラマンファイバ20に励起光を入力する励起光源25が配置されている。励起光源25は、例えばYbドープのファイバレーザからなり、中心波長λa=1064nmの赤外光を発する。ラマンファイバ20は、シリカ(SiO2)をベースとしてコア部分に酸化チタン(TiO2)がドープされた光ファイバ(非線形用光ファイバ)21からなる。光ファイバ21には誘導ラマン散乱により発生する波長λb(=1180nm)の第1次ストークス光を反射させる一対のファイバ・ブラッグ・グレーティング(以下、FBG)22a,22bが形成されている。また、出射端側には中心波長λaの光を反射し、中心波長λbの光を透過するFBG24が形成されている。なお、光ファイバ21は通過するレーザ光の直線偏光を保持する偏光ファイバ(Polarization Maintaining Fiber)である。また、光ファイバ21を偏光ファイバにする代わりに、レーザ光源ユニット1内又はその外にレーザ光を直線偏光に偏光する偏光素子を設ける場合も含む。
ここで、SiO2をベースにTiO2がドープされた光ファイバの誘導ラマン散乱特性を図3に示す。図3に示すように、SiO2にTiO2がドープされた光ファイバでは、約925cm-1付近と約400cm-1付近で誘導ラマン散乱のピークが現われている。従って、波長1064nmの励起光によって925cm-1のラマンシフトP1に対応する波長1180nmにピークを持った誘導ラマン散乱が得られる。この波長1180nmの光について、高反射率(99%以上の反射)のFBG22aと一部透過(反射率85%程)の出力用FBG22bで共振器を規定することにより、中心波長λb=1180nmのレーザ光が取り出される。なお、FBG24により中心波長λaの励起光は光ファイバ21を折り返し伝搬し、光ファイバ21の誘導ラマン散乱をより活性化させる。
このラマンファイバレーザからなるレーザ光源ユニット1を出射した中心波長1180nmを、その第二高調波に波長変換することにより、医療用として好適な(特に眼科治療の光凝固に好適な)中心波長590nmのオレンジ色のレーザ光が得られる。また、ラマンファイバ20としては、図3の約400cm-1付近における誘導ラマン散乱のピークを利用し、中心波長1180nmの1次ストークス光によって約400cm-1のラマンシフトP2に対応する約1240nmにピークを持った誘導ラマン散乱が得られるように一対のFBGを追加し、中心波長1240nmのレーザ光を得るように構成しても良い。この場合、中心波長1240nmのレーザ光をその第二高調波に波長変換することにより、中心波長620nmの赤色レーザ光を得ることができる。
レーザ光源ユニット1から患者眼Eまでの光路には、レンズ2、波長分散光学系としての分散プリズム3及び偏向プリズム4、波長変換光学系としての波長変換素子5、波長合波光学系としての偏向プリズム6及び合波プリズム7、集光レンズ9、光ファイバ50、デリバリ光学系52が配置されている。また、合波プリズム7の前には赤外レーザ光を吸収する位置にビームストッパ8が配置されている。
レーザ光源ユニット1から出射したレーザ光は、レンズ2により平行ビームとされ、波長分散光学系としての分散プリズム3により空間的に分散(分離)される。レーザ光源ユニット1からのレーザ光は、ラマンシフトされることによりスペクトル線幅が広くなっているレーザ光である。例えば、レーザ光源ユニット1からは、中心波長1180nm、スペクトル幅±1.0nmのレーザ光が出力される。このレーザ光は、連続的な波長分布をしているが、説明の簡便の為、λ1,λ2,…,λi,…,λn(λ1が最も短波長側、λiが中心波長、λnが最も長波長側)という離散的な波長が分散プリズム3に入射すると考える。例えば、分散の幅を波長0.1nmとすれば、波長λ1〜λ21の21本の波長に分散される。波長λ1〜λnのレーザ光は、分散プリズム3の波長分散性に応じて、それぞれ異なる方向に曲げられる。偏向プリズム4は空間的に分散されたレーザ光を互いに平行近くにするもので、省略可能である。偏向プリズム4により平行にされた波長λ1〜λnのレーザ光は、各波長をその第二高調波に変換する波長変換素子5(波長変換光学系)に入射する。
波長変換光学系としての波長変換素子5には、好ましくは、MgO:PPLN結晶の非線形結晶(擬似位相整合結晶)を用いる。擬似位相整合結晶は、非線形光学材料の分極方向がコヒーレンス長の周期で交互に反転して位相整合条件を満たす構造をとることによって、入射した基本波をその第二高調波へと変換する素子である。図4(a),(b)の+d、−dは分極極性を表す。
図4(a)は実施形態の擬似位相整合結晶の構造を示す模式図である。また、図5は基本波の波長と擬似位相整合結晶の分極反転周期との関係を示したものである。図5に示すように、入射する各基本波波長に対する適切な分極反転周期Λがある。この関係を基に、波長変換素子5は波長λ1〜λnの各光路位置に対応させた分極反転周期Λ1〜Λnの周期構造を持つ擬似位相整合結晶を一体化して形成したものである。この例ではλ1,λ2,…,λnの各波長間を補間するように分散した周期構造を連続的に変化させているが、λ1,λ2,…,λn毎にステップ的に変化させた構造であっても良い。分極反転周期Λ1〜Λnのそれぞれの波長変換部分は、波長に対する許容幅があるので、さほど効率を落とすことなく波長変換できる。この分極反転の周期構造は、周知の電界印加法等により形成することができる。さらに、基本波のバンド幅である波長λ1〜λnよりも短波長側及び長波長側についても、入射する基本波の中心波長の変動分α(−α、+α)を見込んだ範囲まで、各波長に対応した分極反転の周期構造を形成しておくことが好ましい。また、波長分散光学系としての分散プリズム3及び偏向プリズム4も、中心波長の変動分αを含むスペクトル幅まで分散できるものとしておく。
なお、波長変換光学系を構成する波長変換素子は図4(a)のように一体的に形成することが好ましいが、波長λ1〜λnの各光路位置で、それぞれに対応した周期構造を持つ波長変換素子を個別に形成したものを組み合わせても良い。また、分極反転周期は+d、−dが隣合う実行部を含む周期をいうため、図4(a),(b)に示すような実行部が常に隣合う周期構造でなくてもよい。本実施形態では擬似位相整合結晶の出射端は入射光の光軸に対して図4(a)に示すようにある程度の角度を持っているが、そのままでもよい。出射端の角度は実際には浅いため、屈折による出射光への影響が少ない。出射端が入射光の光軸に対して直交する構造であっても、波長変換に影響がないため、そのように作ってもよい。
このように赤外レーザ光を空間的に分散すると供に上記のような構造の波長変換素子5により、損傷閾値が低い波長変換素子であっても高いエネルギー密度を持つレーザ光が入射可能となり、結果的に高出力の可視レーザ光に波長変換できる。すなわち、分散プリズム3によって基本波のレーザ光は空間的に波長λ1〜λnに分散されているため、そのエネルギー密度も分散されて波長変換素子5に入射することとなる。したがって、レーザ光源ユニット1から出力の高いレーザ光を出射させても、各波長λ1〜λnに対応した波長変換部分ではダメージが軽減され、高効率な波長変換が可能となる。これにより、光凝固等の治療レーザ光として必要な1W以上の高出力を得ることが可能となる。また、基本波のレーザ光のスペクトル幅(半値幅)が広くても、波長変換素子5は分散した基本波波長λ1〜λnに対応して適切な周期構造を持つため、各基本波波長がそれぞれ波長毎に変換され、全体では波長変換効率が良くなる。
本実施形態では波長変換素子として、図4(a)に示した擬似位相整合結晶を用いたが、図4(b)に示す、一律な分極反転周期構造を持っている擬似位相整合結晶を用いてもよい。この擬似位相整合結晶では中心波長λiに対応させ、分極反転周期をΛiとしている。この擬似位相整合結晶にλ1〜λnのレーザ光が入射した場合、波長変換効率はλiが一番高く、λiからλ1、またはλnに向かって波長が変わっていくに従って低くなる。しかしながら、中心波長λiからλ1やλnの変位はそれ程大きくない上に、分極反転周期がΛiであってもλi周辺の波長は充分変換される。さらに、入射レーザ光の波長が分解されたことにより各波長毎のスペクトル幅(半値幅)が狭くなり、各波長の変換効率が上がる。このため、入射レーザ光を空間的に分解せず、一光束として波長変換する場合と比べると効率的な波長変換ができる。それに加えて、図4(b)の擬似位相整合結晶でも空間的に波長分解されたレーザ光を入射させるため、各波長毎のレーザ光のエネルギーが小さくなり、損傷閾値の低い擬似位相整合結晶であっても、出力の高いレーザ光源を用いることができる。また、各波長毎のスペクトル幅が狭いことから、効率的な波長変換ができる。しかし、効率的な波長変換に好ましいのは図4(a)の擬似位相整合結晶である。
またさらに、ラマンシフトされたレーザ光の中心波長λiは出力や温度等によって変動するが、波長変換素子5を通過する位置が変わるだけであり、各位置の反転周期構造部分で効率よく波長変換される。このため、精密な温度調整や付加的な波長固定のための対策が不要となり、装置構成を複雑とすることなく、コスト的に有利な装置が実現できる。なお、中心波長λiが大きく変動する場合、その変動分αを見込んで余裕を持たせた分極反転の周期構造部分(波長λ1−αまで対応する部分、波長λn+αまで対応する部分)を波長変換素子5に形成しておくと、効率の良い波長変換を維持できる。例えば、中心波長λi=1180nm、スペクトル幅±1.0nm、変動α=±2.0nmとすれば、波長1177〜1183nmの範囲に対応するように各波長の入射光路位置に合わせて周期構造部分を形成しておく。
波長変換素子5で波長変換されて出射した第二高調波(波長λ1/2〜λn/2、さらには中心波長が変動した波長)は、その空間的な分散が偏向プリズム4及び合波プリズム7により再び一つに合波される。偏向プリズム4及び合波プリズム7は、中心波長が変動した場合の変動分を含めて一つに合波する構成とすることにより、波長変換後の光路補正が不要となる。このとき、偏向プリズム6を通過したレーザ光は長波長よりも短波長の方が強く屈折されているため、波長変換素子5で変換されなかった赤外レーザ光は第二高調波の可視レーザ光と分離され、合波プリズム7の前に設けられたビームストッパ8で吸収される。従って、合波プリズム7では可視レーザ光のみが合波される。合波された可視レーザ光は集光レンズ9を通り、光ファイバ50へと導かれる。
光ファイバ50の出力端は、患者眼Eにレーザ光を導光するためのデリバリ光学系52に接続されている。デリバリ光学系52は、リレーレンズ53、レーザ光のスポットサイズを変更するためのズームレンズ54、対物レンズ55、レーザ光を患者眼Eに向けて反射するミラー56を備える。デリバリ光学系52はスリットランプ60が持つ双眼の顕微鏡部61に取り付けられている。また、患者眼Eはスリットランプ60が備える照明部62により照明される。光凝固治療では、デリバリ光学系52から出射したレーザ光は、コンタクトレンズ65を介して患者眼Eの眼底に照射される。
上記の第一実施形態では波長分散光学系及び波長合波光学系にプリズムを用いたが、これに限るものではない。透過型又は反射型の回折格子やホログラフィー素子を使用することも可能である。
図6は第二実施形態のレーザ装置の概略構成図であり、図1と同符号の構成要素は基本的に同一であるため、ここでの説明は省略する。第一の実施形態ではプリズムを用いたレーザ光の波長分散、波長合波であったが、第二実施形態ではそれらの素子を光導波路タイプの光学系に置き換えたものである。図6において、300は波長分散光学系としてのアレイ導波路回折格子(以下、AWG:Arrayed Light wave Gratings)であり、400は波長合波光学系としてのAWGである。AWGは一本の入力レーザ光から波長毎の複数本の光束に分解したり、逆に、複数波長の入力レーザを一本の光束に合一したりする光合分波器の一つである。AWGは通信分野におけるWDM(波長分割多重)システムで用いられているものであり(例えば、特開2004−126131号公報等を参照)、PLC(Planer Lightwave Circuits)技術によりシリコンや石英基板上に、導波路を形成した光回路である。
AWG300,300の構成を簡単に説明する。AWG300の基板31上には、入力導波路32、回折格子を形成しているスラブ導波路33、長さの異なる複数のアレイ導波路34、スラブ導波路35、それぞれの波長毎に複数のレーザ光を出力する出力導波路36が設けられている。また、AWG400の基板41には、複数本のレーザ光を入力する入力導波路42、スラブ導波路43、アレイ導波路44、スラブ導波路45、可視レーザ光の出力導波路46、赤外レーザ光の出力導波路47が設けられている。
レーザ光源ユニット1からの赤外レーザ光はファイバ30に導光され、その出力端は入力導波路32に接続されている。入力導波路32に入力された赤外レーザ光は、スラブ導波路33へと到る。スラブ導波路33は回折格子の役割を持つため、入射した赤外レーザ光は波長毎に拡散し、分光する。分光されたレーザ光は同位相でアレイ導波路34に分配され、アレイ導波路34内を通過する際にそれぞれの波長によって導波路長差に応じた位相差が与えられ、スラブ導波路35で互いに干渉してそれぞれの波長毎にスペクトル分解(先の例と同様に波長λ1〜λnと好ましくは中心波長の変動分±αを見込んだ波長範囲に分散)されて出力導波路36へと集光する。その際、アレイ導波路34で与えられた位相差により波長によって焦点位置が移動するため、各波長に応じてそれぞれ異なる位置に設けられた導波路にレーザ光が入射する。従って、出力導波路36に複数設けられている導波路にはそれぞれの波長毎にレーザ光が分配される。
AWG300の出力導波路36と第二高調波変換用の波長変換素子38とは、複数のファイバ37で接続されており、波長変換素子38とAWG400の入力導波路42も同様に複数のファイバ40で接続されている。この波長変換素子38は第一実施形態の波長変換素子5と基本的に同様な構成であり、複数のファイバ37で導光される各波長(λ1〜λnと好ましくはこれに中心波長の変動分±αを見込んだ波長範囲)の入射位置に対応した分極反転周期の周期構造を持つ擬似位相整合結晶を一体化して形成したものである。ただし、この第二実施形態における波長変換素子38は、各入射波長に応じた導波路系を備えていることを特徴としている。
図7に示されるように、波長変換素子38の擬似位相整合結晶に物理的に切り込みを入れ、凸部38aを導波路として複数形成し、波長変換を実現する。図7(a)は赤外レーザ光の光路に対して横から見た図で、図7(b)は波長変換素子38をレーザ光入射側から見た断面図である。各波長に対応する入射光路位置に凸部38aが形成されている。波長変換素子38に用いる擬似位相整合結晶を作る際に、予め周期分極反転構造が作製されているLN(LiNbO3)基板(凸部38aの基板)と、これより屈折率の低いLT(LiTaO3)基板38bとを接合させる。基板同士を直接接合した後、光導波路となる上基板を研磨によって薄膜化し、ダイシングソーを用いて凸部38aを複数形成する。凸部38aの切断面を鏡面化することによって、凸部38aと接する空気との屈折率の違いで上面と左右の面でで全反射が起こる。また、凸部38aの下にLT基板があるため、凸部38aの下面でも全反射が起こる。従って、凸部38a内は上下左右すべての面が全反射となり、導波路となる。これらの各凸部38aに入力となる赤外レーザ光の各波長に対応するファイバ37がそれぞれ融着されている。また、凸部38aの出力側にはそれぞれに対応するファイバ40が融着されて、波長変換素子を通過したレーザ光の導波路を形成する。この構成によって、各波長の波長変換が導波路上で行われる。
凸部38aの幅は導波路を形成するために、好ましくは4〜5μmである。なお、本実施形態では、周期分極反転構造が作製されているLN基板にLN基板より屈折率の低い基板として、LT基板を接合させたが、これに限るものではない。MgOドープLN基板を用いてもよい。また、本実施形態では、物理的加工により導波路となる凸部を形成したが、これに限るものではない。プロトン交換法により擬似位相整合結晶に導波路を形成してもよい。この方法では図5(b)の凸部38aのような物理的な切り込みによる導波路の形成ではなく、擬似位相整合結晶に化学処理を行い、凸部38aにあたる位置に導波路を形成する。従って、この方法では擬似位相整合結晶に複数の導波路が形成される。
第二実施形態の波長変換素子38では溝をつけることで導波路を形成したが、これに限るものではない。波長変換素子38の入射側と出射側にマイクロレンズアレイを融着し、そこにそれぞれに対応するファイバを融着することで、入力及び出力レーザ光の光軸を合わせることでもよい。
AWG400では入力導波路42で複数本の入力レーザ光を受け、出力導波路46で可視レーザ光を一つに合波すると共に、残りの基本波の赤外レーザ光を一つに合波する働きを持っている。波長毎に分けられた複数のレーザ光はスラブ導波路43で回折され、アレイ導波路44でそれぞれの波長毎に位相差を与えられる。レーザ光はスラブ導波路45で可視域と赤外域が別々の場所に集光され、可視レーザ光は出力導波路46へ、赤外レーザ光は出力導波路47へとそれぞれ合波される。
AWG400には波長変換素子38で波長変換されなかった基本波の赤外レーザ光を導光光学系52へと導かないために、スラブ導波路45で赤外レーザ光を出力導波路47へと導き、ファイバ48を介してビームストッパ49で赤外レーザ光を吸収する。なお、スラブ導波路からの赤外レーザ光の分波による赤外レーザ光のダンプに限らない。可視と赤外が混在したレーザ光が通る導波路内にダイクロイックミラーを作り込むことによって、赤外光のみを導波路から取り出し、ダンパに吸収される構成であってもよい。また、導波路からのレーザ光をレンズでダイクロイックミラーに導き、可視レーザ光と赤外レーザ光を分けた後で、可視レーザ光のみを別の導波路に導いてもよい。
この第二実施形態のように波長分散光学系、波長変換光学系及び波長合波光学系を導波路タイプとすれば、第一実施形態と同様の効果に加え、アライメント調整が不要となり、高信頼性が得られる。
1 レーザ光源ユニット
3 分散プリズム
4、6偏向プリズム
5 波長変換素子
7 合波プリズム
8 ビームストッパ
20 ラマンファイバ
25 励起光源
37、40 ファイバ
38 波長変換素子
49 ビームストッパ
52 デリバリ光学系
60 スリットランプ
70 制御ユニット
300、400 AWG(アレイ導波路回折格子)
3 分散プリズム
4、6偏向プリズム
5 波長変換素子
7 合波プリズム
8 ビームストッパ
20 ラマンファイバ
25 励起光源
37、40 ファイバ
38 波長変換素子
49 ビームストッパ
52 デリバリ光学系
60 スリットランプ
70 制御ユニット
300、400 AWG(アレイ導波路回折格子)
Claims (4)
- 患部組織にレーザ光を照射して治療する医療用レーザ装置において、スペクトル幅を持つ赤外域のレーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ光の波長を空間的に分散する波長分散光学系と、該波長分散光学系により分散されたレーザ光の各波長の光路位置に対応して配置され、各波長をそれぞれ第二高調波に変換する波長変換素子を持つ波長変換光学系と、該波長変換光学系で変換された各第二高調波を合波する波長合波光学系と、該合波されたレーザ光を患者の患部組織に導光する導光光学系と、を備えることを特徴とする医療用レーザ装置。
- 請求項1の波長変換素子は、分極反転の周期構造を持つ擬似位相整合素子であって、空間的に分散されたレーザ光の各波長の光路位置で各波長に対応して擬似位相整合を満たす周期構造が連続的又は段階的に形成された擬似位相整合素子を持ち、該擬似位相整合素子を一体化した波長変換素子であることを特徴とする医療用レーザ装置。
- 請求項1又は2の医療用レーザ装置において、前記波長変換光学系は前記レーザ光源からのレーザ光の中心波長の変動分を含む波長範囲についても各波長をそれぞれ第二高調波に変換する波長変換素子を備えることを特徴とする医療用レーザ装置。
- 請求項1〜3の何れかの医療用レーザ装置において、前記波長分散光学系及び波長合波光学系を導波路タイプの光学系で構成したことを特徴とする医療用レーザ装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005000891A JP2006189587A (ja) | 2005-01-05 | 2005-01-05 | 医療用レーザ装置 |
US11/316,836 US7846151B2 (en) | 2005-01-05 | 2005-12-27 | Medical laser apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005000891A JP2006189587A (ja) | 2005-01-05 | 2005-01-05 | 医療用レーザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006189587A true JP2006189587A (ja) | 2006-07-20 |
Family
ID=36684939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005000891A Withdrawn JP2006189587A (ja) | 2005-01-05 | 2005-01-05 | 医療用レーザ装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7846151B2 (ja) |
JP (1) | JP2006189587A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007073552A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Sony Corp | レーザ光発生装置及び画像生成装置 |
JP2008083482A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Seiko Epson Corp | レーザ光源装置、照明装置、モニタ装置およびプロジェクタ |
JP2009259914A (ja) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Sony Corp | レーザ装置、レーザディスプレイ装置およびレーザ照射装置 |
WO2010029817A1 (ja) * | 2008-09-10 | 2010-03-18 | 日本電気株式会社 | 光源装置及び画像表示装置 |
JP2011257559A (ja) * | 2010-06-08 | 2011-12-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長変換素子 |
WO2012029225A1 (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | 富士電機株式会社 | 光源装置 |
JP2015510273A (ja) * | 2012-02-13 | 2015-04-02 | リアルディー インコーポレイテッド | レーザアーキテクチャ |
WO2018193816A1 (ja) * | 2017-04-19 | 2018-10-25 | 株式会社フジクラ | レーザ装置、レーザシステム |
WO2020251054A1 (ja) * | 2019-06-14 | 2020-12-17 | Sdniコスモ株式会社 | 波長変換部材、それを用いた波長変換装置およびレーザー照射装置、ならびに、波長変換部材の製造方法 |
JP7372190B2 (ja) | 2020-03-27 | 2023-10-31 | 株式会社アドバンテスト | レーザ光出力装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007127356A2 (en) * | 2006-04-28 | 2007-11-08 | Corning Incorporated | Pulsed uv and visible raman laser systems |
US10589120B1 (en) | 2012-12-31 | 2020-03-17 | Gary John Bellinger | High-intensity laser therapy method and apparatus |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5235605A (en) * | 1991-02-01 | 1993-08-10 | Schwartz Electro-Optics, Inc. | Solid state laser |
US5144630A (en) * | 1991-07-29 | 1992-09-01 | Jtt International, Inc. | Multiwavelength solid state laser using frequency conversion techniques |
ATE218904T1 (de) * | 1991-11-06 | 2002-06-15 | Shui T Lai | Vorrichtung für hornhautchirurgie |
JPH06102545A (ja) * | 1992-09-04 | 1994-04-15 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 波長変換装置 |
EP0591042B1 (en) * | 1992-09-29 | 1997-05-28 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Arrayed-wave guide grating multi/demultiplexer with loop-back optical paths |
US5321718A (en) * | 1993-01-28 | 1994-06-14 | Sdl, Inc. | Frequency converted laser diode and lens system therefor |
US6200309B1 (en) * | 1997-02-13 | 2001-03-13 | Mcdonnell Douglas Corporation | Photodynamic therapy system and method using a phased array raman laser amplifier |
IL138374A (en) * | 1998-03-11 | 2004-07-25 | Nikon Corp | An ultraviolet laser device and an exposure device that includes such a device |
US6885683B1 (en) * | 2000-05-23 | 2005-04-26 | Imra America, Inc. | Modular, high energy, widely-tunable ultrafast fiber source |
US6613042B1 (en) * | 2000-06-30 | 2003-09-02 | Nikolai Tankovich | Rainbow laser |
JP2002151774A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-05-24 | Nidek Co Ltd | レーザ装置 |
US6757310B2 (en) * | 2001-01-17 | 2004-06-29 | Ming Lai | Solid-state laser for customized cornea ablation |
JP3912250B2 (ja) | 2002-10-01 | 2007-05-09 | オムロン株式会社 | 光合分波器 |
EP1457814B1 (en) * | 2003-03-14 | 2008-02-13 | Nidek Co., Ltd | Method of manufacturing a QPM wavelength converter device |
JP4113035B2 (ja) | 2003-04-25 | 2008-07-02 | 株式会社ニデック | 医療用レーザ装置 |
US7116687B2 (en) * | 2003-09-12 | 2006-10-03 | Jds Uniphase Corporation | High repetition rate passively Q-switched laser for blue laser based on interactions in fiber |
US7883535B2 (en) * | 2004-11-09 | 2011-02-08 | Institut National D'optique | Device and method for transmitting multiple optically-encoded stimulation signals to multiple cell locations |
-
2005
- 2005-01-05 JP JP2005000891A patent/JP2006189587A/ja not_active Withdrawn
- 2005-12-27 US US11/316,836 patent/US7846151B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007073552A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Sony Corp | レーザ光発生装置及び画像生成装置 |
JP2008083482A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Seiko Epson Corp | レーザ光源装置、照明装置、モニタ装置およびプロジェクタ |
US8228960B2 (en) | 2008-04-14 | 2012-07-24 | Sony Corporation | Laser device, laser display device, and laser irradiation device |
JP2009259914A (ja) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Sony Corp | レーザ装置、レーザディスプレイ装置およびレーザ照射装置 |
WO2010029817A1 (ja) * | 2008-09-10 | 2010-03-18 | 日本電気株式会社 | 光源装置及び画像表示装置 |
JP2011257559A (ja) * | 2010-06-08 | 2011-12-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長変換素子 |
WO2012029225A1 (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | 富士電機株式会社 | 光源装置 |
JP5333676B2 (ja) * | 2010-09-03 | 2013-11-06 | 富士電機株式会社 | 光源装置 |
US9612000B2 (en) | 2010-09-03 | 2017-04-04 | Fuji Electric Co., Ltd. | Light source device including phase matching element for measuring the degree of oxygen saturation in blood |
JP2015510273A (ja) * | 2012-02-13 | 2015-04-02 | リアルディー インコーポレイテッド | レーザアーキテクチャ |
WO2018193816A1 (ja) * | 2017-04-19 | 2018-10-25 | 株式会社フジクラ | レーザ装置、レーザシステム |
WO2020251054A1 (ja) * | 2019-06-14 | 2020-12-17 | Sdniコスモ株式会社 | 波長変換部材、それを用いた波長変換装置およびレーザー照射装置、ならびに、波長変換部材の製造方法 |
JP7372190B2 (ja) | 2020-03-27 | 2023-10-31 | 株式会社アドバンテスト | レーザ光出力装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7846151B2 (en) | 2010-12-07 |
US20060161140A1 (en) | 2006-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7846151B2 (en) | Medical laser apparatus | |
CN108604775B (zh) | 激光装置 | |
JP4232826B2 (ja) | レーザ光源装置およびそれを用いたモニタ装置ならびに画像表示装置 | |
JP4271704B2 (ja) | コヒーレント光源および光学装置 | |
JP2004219751A (ja) | 光導波路デバイスならびにそれを用いた光導波路レーザおよびそれを備えた光学装置 | |
JP2005026685A (ja) | 波長可変形レーザ装置及びその製造方法 | |
US6697411B2 (en) | Modulatable multi-wavelength semiconductor external cavity laser | |
US6693925B2 (en) | Modulatable multi-wavelength fiber laser source | |
TWI790390B (zh) | 雷射光源及具有雷射光源之雷射投影器 | |
JP4113035B2 (ja) | 医療用レーザ装置 | |
JP4886269B2 (ja) | 医療用レーザ装置 | |
JP4429140B2 (ja) | 医療用レーザ装置 | |
RU2328064C2 (ru) | Волоконный лазер с внутрирезонаторным удвоением частоты (варианты) | |
JP6484115B2 (ja) | ハイブリッド集積型光送信器 | |
JP4482979B2 (ja) | 波長変換装置 | |
JP2003273390A (ja) | 光回路 | |
KR20030032839A (ko) | 광 다중화/역다중화기와 광 파이버 레이저 장치 및 영상표시 장치 | |
JP4554209B2 (ja) | 光フィルタ | |
JP2015087729A (ja) | 波長変換レーザ装置 | |
JP2008177473A (ja) | レーザ光源装置およびそれを用いたモニタ装置ならびに画像表示装置 | |
JP4748511B2 (ja) | 光デバイス | |
JP2006147732A (ja) | 医療用レーザ装置 | |
JP2005208358A (ja) | レーザ装置 | |
JP2010032667A (ja) | レーザ光源モジュール及びレーザ光源モジュールの製造方法 | |
JP2004233665A (ja) | 位相格子マスク、回折格子の形成方法、回折格子素子、合分波モジュール、外部共振器型レーザモジュール及び波長分割多重伝送システム。 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070824 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091224 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100105 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20100308 |