JP2009511140A - レーザ放射によって材料を処理する装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明者等によって実施された解析がさらに示すところでは、レーザ・パルスと、それぞれ、材料または組織との相互作用の結果として形成される、発生したプラズマ・バブルの形状は、ハイスターカンプ(Heisterkamp)等による刊行物にも示されるように、一時的な変化にさらされる可能性がある。しかし、この刊行物は、相互作用の中心が、まさに成長しているプラズマ・バブルの近くに位置することを防止することに焦点を合わせているが、ここでは、マクロバブルによって生じた変形が、切除の品質に影響を及ぼさないことが、本発明の変形例3の目的である。さらなる光ブレークスルーが、変形した材料または組織内の定義済位置に設置される場合、前記変形が緩和によって減少するとすぐに、材料または組織内の相互作用の中心の位置は、シフトすることになる。したがって、材料または組織の2つのエリアにおけるレーザ・エネルギーの印加の間の時間を、非常に低い程度に互いに影響を及ぼすように維持し、それにより、時間がマクロバブルの形成のための固有時間より短くなることが第3の変形例によって想定される。前記時間は約5sである。もちろん、この手法は、光学軸に沿って互いに隣接して位置する切除表面の2つの部分が存在する場合にのみ必要とされる。それは、その時のみ、切除表面部分を生成することによって生じる変形が、光学軸に沿って切除表面に隣接して位置する他の切除表面部分の形成に影響を及ぼすからである。
本発明は、例によって、また、図を参照して、以下でより詳細に説明される。
機器2は、種々の境界条件によって定義され得る、図6による動作範囲18で動作してもよい。異なる定義は、本発明の異なる変形例に相当する。全ての変形例は、距離aの関数としての照射量Fについての閾値Mの進行に基づく。この依存性は、式:M=3.3J/cm2−(2.4J/cm2)/(1+(a/r2)2)によって近似される。式中で、rは、影響の平均範囲を示すパラメータであり、3〜10μmに位置し、好ましくは、5μmである。
第1と第2の変形例を組み合わせると、a≦amaxとF≦Fmaxの両方が適用される。相互作用の中心の間隔およびレーザ・パルスの照射量は、以下に説明される部分エリア18.1および18.2からなる領域内に位置する。レーザ手術機器2は、両方の変形例自体において、および、これらの2つの変形例の組合せにおいて、それぞれ、材料、たとえば、角膜5内で光ブレークスルーを生成するため、照射量Fは、もちろん、閾値Mを常に超えている。その理由は、各レーザ・パルスが、前記閾値を超えた状態でのみ光ブレークスルー8を確実に生成するからである。
Claims (22)
- レーザ放射によって材料を処理する装置であって、
該材料(5)と相互作用するためのパルス・レーザ放射(3)を放出するレーザ放射源(S)と、
該パルス処理用レーザ放射(3)を該材料(5)内の相互作用の中心(7)に収束させる光学部品(6)と、
該材料(5)内の該相互作用の中心の位置をシフトさせる走査ユニット(10)であって、各処理用レーザ・パルスが、該レーザ・パルスに割り当てられた該相互作用の中心(7)を囲むゾーン(8)内で該材料(5)と相互作用し、それにより、該材料(5)が、該相互作用のゾーン(8)内で分離する、前記走査ユニット(10)と、
相互作用のゾーン(8)の順次配置によって、切除表面(9)が、該材料(5)内に生成されるように、該走査ユニット(10)および該レーザ放射源(S)を制御する制御ユニット(17)とを備える装置において、
該制御ユニット(17)が、隣接する相互作用の中心(7)が互いから空間距離a≦10μmに位置するように、該レーザ放射源(S)および該走査ユニット(10)を制御することを特徴とする装置。 - レーザ放射によって材料を処理する装置であって、
該材料(5)と相互作用するためのパルス・レーザ放射(3)を放出するレーザ放射源(S)と、
該パルス処理用レーザ放射(3)を該材料(5)内の相互作用の中心(7)に収束させる光学部品(6)と、
該材料(5)内の該相互作用の中心の位置を調整する走査ユニット(10)であって、各処理用レーザ・パルスが、該レーザ・パルスに割り当てられた該相互作用の中心(7)を囲むゾーン(8)内で該材料(5)と相互作用し、それにより、該材料(5)が、該相互作用のゾーン(8)内で分離する、前記走査ユニット(10)と、
相互作用のゾーン(8)の順次配置によって、切除表面(9)が、該材料(5)内に生成されるように、該走査ユニット(10)および該レーザ放射源(S)を制御する制御ユニット(17)とを備える装置において、
それぞれの相互作用の中心(7)について、処置レーザ・パルス照射量Fが、5J/cm2未満であることを特徴とする装置。 - 各処理用レーザ・パルスの照射量が、M=3.3J/cm2−(2.4J/cm2)/(1+(a/r2)2)として与えられる閾値Mを超え、式中、aが、2つの隣接する相互作用の中心(7)の間の間隔であり、rが、3μm≦r≦10μmの範囲を有するパラメータであることを特徴とする請求項1または2に記載の装置。
- それぞれの処理用レーザ・パルスの前記照射量Fが、前記閾値Mを3J/cm2未満だけ超えることを特徴とする請求項3に記載の装置。
- 前記切除表面(9)が、少なくとも第1および第2の部分切除表面(F1,F2;L1,L2)からなるように、前記制御ユニット(17)が、前記レーザ放射源(S)および前記走査ユニット(10)を制御し、該第1の部分切除表面(F1;L1)が、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の前記レーザ放射源(S)および前記走査ユニット(10)の制御によって形成され、該第2の部分切除表面(F2;L2)が、処理用レーザ・パルス照射量F>3J/cm2、好ましくは、F>5J/cm2を生じるように前記レーザ放射源(S)を制御することによって形成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第2の部分切除表面(F2;L2)が前記第1の部分切除表面(F1;L1)を囲むように、前記制御ユニット(17)が、前記レーザ放射源(S)および前記走査ユニット(10)を制御することを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 順次に生成される相互作用のゾーン(20〜24)が前記材料(5)内でオーバラップするように、2つの順次処理用レーザ・パルスの前記相互作用の中心(7)の前記空間距離aが、焦点のサイズdより小さいことを特徴とする請求項1または2に記載の装置。
- それぞれの処理用レーザ・パルスの前記照射量Fが閾値M未満であり、該閾値Mを超えると、光ブレークスルー(8)が前記材料(5)内で形成されることを特徴とする請求項7に記載の装置。
- それぞれの処理用レーザ・パルスの前記照射量が、請求項3に記載の閾値M未満であることを特徴とする請求項8に記載の装置。
- レーザ放射によって材料を処理する装置であって、
該材料(5)と相互作用するためのパルス・レーザ放射(3)を放出するレーザ放射源(S)と、
該パルス処理用レーザ放射(3)を光学軸(H)に沿って該材料(5)内の相互作用の中心(7)に収束させる光学部品(6)と、
該材料(5)内の該相互作用の中心の位置をシフトさせる走査ユニット(10)であって、各処理用レーザ・パルスが、該レーザ・パルスに割り当てられた該相互作用の中心(7)を囲むゾーン(8)内で該材料(5)と相互作用し、それにより、該材料(5)が、該相互作用のゾーン(8)内で分離する、前記走査ユニット(10)と、
相互作用のゾーン(8)の順次配置によって、切除表面(9)が、該材料(5)内に生成されるように、該走査ユニット(10)および該レーザ放射源(S)を制御する制御ユニット(17)とを備える装置において、
該切除表面(9)が、該光学軸(H)に沿って互いに隣接して位置する2つの部分(F、L)からなるように、該制御ユニット(17)が、該レーザ放射源(S)および該走査ユニット(10)を制御し、かつ、該制御ユニット(17)が、時間間隔t≦5s内で印加される処理用レーザ放射パルス(3)を用いて、該2つの部分(F,L)を少なくとも部分的に照射することを特徴とする装置。 - 前記制御ユニット(17)が、前記光学軸(H)に沿って互いに隣接して位置する前記部分(L、F)を、それぞれの部分的切除表面(F1、F2;L1、L2)に分割し、かつ、該光学軸(H)に沿って互いに隣接して位置する該部分的切除表面(F1、F2;L1、L2)が、前記相互作用の中心(7)の順次配置によって、時間的に互いにすぐに続く処理用レーザ放射(3)を用いて照射されるように、前記レーザ放射源(S)および前記走査ユニット(10)を制御することを特徴とする請求項10に記載の装置。
- レーザ放射によって材料を処理する方法であって、パルス・レーザ放射(3)が生成されて、該材料(5)内の相互作用の中心(7)に収束され、該材料(5)内の該相互作用の中心(7)の位置がシフトされ、それぞれの処理用レーザ・パルスが、該レーザ・パルスに割り当てられた該相互作用の中心(7)を囲むゾーン(8)内で該材料(5)と相互作用し、それにより、該材料(5)が、該相互作用のゾーン(8)内で分離され、かつ、切除表面(9)が、該相互作用のゾーン(8)の順次配置によって該材料(5)内に生成される方法において、
隣接する相互作用のゾーン(7)が、空間距離a≦10μmに位置することを特徴とする方法。 - レーザ放射によって材料を処理する方法であって、パルス・レーザ放射(3)が生成されて、該材料(5)内の相互作用の中心(7)に収束され、該材料(5)内の該相互作用の中心(7)の位置がシフトされ、それぞれの処理用レーザ・パルスが、該レーザ・パルスに割り当てられた該相互作用の中心(7)を囲むゾーン(8)内で該材料(5)と相互作用し、それにより、該材料(5)が、該相互作用のゾーン(8)内で分離され、かつ、切除表面(9)が、該相互作用のゾーン(8)の順次配置によって該材料(5)内に生成される方法において、
該相互作用のゾーン(8)が、それぞれが5J/cm2未満の照射量Fを有するパルスを用いて照明されることを特徴とする方法。 - 各処理用レーザ・パルスの照射量が、M=3.3J/cm2−(2.4J/cm2)/(1+(a/r2)2)として与えられる閾値Mを超え、式中、aが、前記相互作用の中心(7)の間の空間間隔であり、rが、3μm≦r≦10μmであるパラメータであることを特徴とする請求項12または13に記載の方法。
- それぞれの処理用レーザ・パルスの前記照射量Fが、前記閾値Mを3J/cm2未満だけ超えることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記切除表面(9)が、少なくとも第1および第2の部分切除表面(F1、F2;L1、L2)からなり、該第1の部分切除表面(F1、L1)が、請求項12乃至15のいずれか1項に記載の方法によって生成され、該第2の部分切除表面(F2、L2)が、処理用レーザ・パルス照射量F>3J/cm2、好ましくは、F>5J/cm2で生成されることを特徴とする請求項12乃至15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2の部分切除表面(F2、L2)が、前記第1の部分切除表面(F1、L1)を囲むことを特徴とする請求項16に記載の方法。
- レーザ放射によって材料を処理する方法であって、パルス・レーザ放射(3)が生成されて、該材料(5)内の相互作用の中心(7)に収束され、該材料(5)内の該相互作用の中心(7)の位置がシフトされ、それぞれの処理用レーザ・パルスが、該レーザ・パルスに割り当てられた該相互作用の中心(7)を囲むゾーン(8)内で該材料(5)と相互作用し、それにより、該材料(5)が、該相互作用のゾーン(8)内で分離され、かつ、切除表面(9)が、該相互作用のゾーン(8)の順次配置によって該材料(5)内に生成される方法において、
順次生成される相互作用のゾーン(20〜24)が該材料(5)内でオーバラップするように、2つの後続の処理用レーザ・パルスの該相互作用の中心(7)の空間距離aが焦点サイズdより小さいことを特徴とする方法。 - それぞれの処理用レーザ・パルスの前記照射量Fが、閾値M未満であり、該閾値Mを超えると、光ブレークスルー(8)が前記材料(5)内で生じることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記照射量Fが、請求項14に記載の閾値M未満であることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- レーザ放射によって材料を処理する方法であって、パルス・レーザ放射(3)が生成されて、該材料(5)内の相互作用の中心(7)に収束され、該材料(5)内の該相互作用の中心(7)の位置がシフトされ、それぞれの処理用レーザ・パルスが、該レーザ・パルスに割り当てられた該相互作用の中心(7)を囲むゾーン(8)内で該材料(5)と相互作用し、それにより、該材料(5)が、該相互作用のゾーン(8)内で分離され、かつ、切除表面(9)が、該相互作用のゾーン(8)の順次配置によって該材料(5)内に生成される方法において、
光学軸(H)に沿って互いに隣接して位置する2つの部分(F、L)が該切除表面(9)に対して設けられ、該2つの部分(F、L)が、時間間隔t≦5s内で印加される処理用レーザ放射パルスを用いて、少なくとも部分的に照射されることを特徴とする方法。 - 前記光学軸(H)に沿って互いに隣接して位置する前記部分(F、L)が、部分的切除表面(F1、F2;L1、L2)と、前記光学軸(H)沿う隣接する部分的切除表面(F1、L1;F2、L2)と分割され、該切除表面が、前記光ブレークスルー(8)の順次配置によって、時間的に即座に連続して生成されることを特徴とする請求項18に記載の方法。
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