JP2686784B2 - 医用レーザ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明はレーザ光を用いて患部を治療する医用レーザ
装置に関する。

［従来技術］ 第５図に示すように、半導体レーザはその光学的特性
に特徴をもっている。

レーザ発光部は普通細長い長方形をしており、そのま
ま光学系で端面を投影したのでは丸いスポットを得るこ
とはできない。

そこで、丸いスポットを形成するための方法として、
ファイバ部材を使うことが知られている。第６図にその
配置図を示す。15は半導体レーザ光源、中央の斜線の領
域がレーザの発光部である。20はファイバである。ファ
イバ20をレーザ光源１の発光面に密着させると、レーザ
から出た光はファイバ内を通過する。ファイバ内では多
重回の反射が生じ、ファイバ出射端では光束はコア全体
に拡がり、丸いスポットが得られる。

［従来技術の問題点］ しかしながら上記従来技術においては、ファイバ出射
端での光束の拡がり角はレーザ発光面での最大放射角
（第５図θ_⊥）以上になるので、通常40〜50゜以上にな
ってしまう。このようにレーザの拡がり角が大きいと、
その後の光学系でけられが生じ、光量損失が生ずるとい
う欠点がある。

本発明の目的は上記従来技術の欠点に鑑み、光量損失
が少なく、小さなスポット光を形成することができる医
用レーザー装置を提供することにある。

［問題点を解決する手段］ 上記目的を達成するために、本発明は処置用レーザ光
源とガイド用レーザ光源の少なくとも一方が半導体レー
ザで構成されている医用レーザ装置において、半導体レ
ーザ光源の発光面にテーパ型ファイバ部材を装着したこ
とを特徴としている。

第２図は半導体レーザ光源の発光面にテーパ型ファイ
バ部材を装着したときのレーザ光の進行方向を説明する
図である。

15は半導体レーザ光源、16はテーパ型ファイバ部材で
ある。このファイバ部材は入射側で細く、出射側に行く
ほど太くなっている。このようなテーパ型ファイバ部材
の入射側に大きな角度で入った光も、ファイバ内での多
重反射により、その角度が徐々に光軸に平行になってい
く。従って、ファイバ出射端での光束の拡がり角は通常
のファイバに比べて小さく抑えることができる。

また、レーザ出射面では第３図（ａ）斜線部18の形状
をしていたレーザ光束も、ファイバ内での多重回の反射
により、第３図（ｂ）の斜線部の19のごとくファイバ出
射では光束はコア全体に拡がり、丸いスポットが得られ
る。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は本発明の一実施例の光学系配置略図である。

１及び２は処置用半導体レーザ光源である。３は1/2
波長板で、直線偏光の偏光面を90゜回転させる作用をす
る。

４は偏光ビームスプリッタコート面である。

5a、5b、5cは一方向屈折率分布型スラブレンズで、5
a,5bの屈折率分布の方向と5cの屈折率分布の方向とは直
交しており、アナモフィック光学系を構成している。屈
折率の変化しているＸ軸（第４図）は5a,5bでは紙面に
垂直な方向、5cでは平行で光軸方向を向いている。

この場合の結像倍率はそれぞれの方向でのレンズの長
さ及びレーザ発光部とレンズの位置関係により決定され
る。即ち、垂直方向では結像倍率を大きくし、ファイバ
に入るレーザの集光角を小さくする。他方、水平方向で
は倍率を等倍若しくは縮小することにより、発光部の像
がファイバ入射端のコアからはみださないようにでき、
効率よくファイバにレーザを集光することができる。

また、水平方向では半導体レーザの非点収差を考慮し
て結像位置を決定すれば、一層効果的であることはいう
までもない。

なお、屈折率分布型の媒質を使用せず、円筒面を直角
に組合わせる等により、アナモフィック光学系を構成す
ることができる。このとき円筒面を非球面にすることに
より収差を取除くことができる。

６はバンドルファイバである。半導体レーザの発光部
がストライプ状の場合には一本のファイバに集光しきれ
ないので、アナモフィックレンズによるレーザ発光部の
結像位置にストライプの数だけファイバを一列に並べて
ある。また、連続型の場合にはレーザ発光部の結像位置
に連続的に並べている。バンドルファイバ６の出射側は
丸く一本に束ねられている。

７はシングルロッドである。これはバンドルファイバ
出射端での光量分布の不均一性を改善するための作用を
する。

８はコリメーティングレンズ、９はダイクロイックミ
ラーで処置用レーザ光とアライメント用ガイドレーザ光
を合成するためのものである。10、11は移動レンズで眼
底でのスポットサイズを変えるために使われる。12は対
物レンズ、13はコンタクトレンズで患者眼に装着する。
14は処置すべき患者眼である。

15はアライメント用ガイドレーザ光源であり、可視半
導体レーザ光源が使われている。

16はテーパ型光ファイバで半導体レーザ光源15の発光
面に装着されている。前述のように、これは半導体レー
ザ光源15からの出射光を効率よく集光すると同時に、放
射角の小さく丸いスポット光源を作るためのものであ
る。17はコリメーティングレンズでガイドレーザ光を平
行光束にするためのものである。

以上の光学系の構成の実施例において、以下にその動
作を説明する。

まず、ガイド用レーザ光源15を発振させる。レーザ光
源を出射したレーザ光はテーパ型ファイバ16を通ること
により、レーザ光は放射角の小さい丸いスポット光に効
率よく調整される。ファイバ16を出た光はコリメーティ
ングレンズ17で平行光束にされた後、ダイクロイックミ
ラーで方向を変える。その後、移動レンズ10、11及び対
物レンズ12を通過後、コンタクトレンズ13を装着した患
者眼14の眼底にスポットを作る。眼底上での処置すべき
部位にスポットを合わせるために、図示なきマニピュレ
ータを操作してスポットを移動させる。スポットの大き
さは移動レンズ10、11を連動して移動させて変えること
ができ、任意の大きさのスポットを得ることができる。

このようにして処置すべき部位とスポットの大きさが
決まると、次に処置用レーザ光源１及び２を発振させ
る。低いパワーで処置したい時には、１、２どちらかの
レーザのみ発振させればよい。高パワーで処置する時に
は、両方のレーザを同時に発振させる。

半導体レーザは直線偏光しているが、偏光面が１、２
のレーザ光共に同じ角度では偏光ビームスプリッタでは
合成できないので、片方のレーザのみ1/2波長板３を使
って偏光を90゜回転させる。そうすることにより、効率
よく２つのレーザ光を合成することができる。

レーザ光源を出た光はアナモフィックレンズ（5a,5b,
5c）により合成され、バンドルファイバ６の入射端面上
に集光する。

高出力半導体レーザでは発光部が非常に細長い長方形
（１μｍ×160μｍ）をしていたり、ストライプ状をし
ているので、アナモフィックレンズによるレーザ発光部
の結像位置にファイバを一列に並べることにより、効率
よく細いファイバに集光することができる。バンドルフ
ァイバ６の出射端は丸く束ねてあり、その先にシングル
ロッド７がついている。シングルロッド７によってハン
ドルファイバ６の出射端での光量分布のムラが改善され
る。

次にシングルロッド７を出た光はコリメーティングレ
ンズ８で平行光束になり、ダイクロイックミラー９でガ
イド光とカップリングする。その後、ガイド光と同じく
移動レンズ10、11及び対物レンズ12を通過して、患者眼
14の眼底を照射し処置する。

本実施例では、テーパ型ファイバをガイド用半導体レ
ーザ光源に装着した実施例であるが、治療に必要な程度
にレーザパワーが高く、しかもレーザ発光面の大きさが
適当であれば、処置用の半導体レーザでも可能であるこ
とはいうまでもない。

［発明の効果］ 本発明によれば、半導体レーザからのレーザ光を小さ
くて丸い均一のスポットに効率よく形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光学系配置略図、第２図は
半導体レーザ光源の発光面にテーパ型ファイバ部材を装
着したときのレーザ光の進行方向を説明する図、第３図
（ａ）は半導体発光面の形状図、第３図（ｂ）はファイ
バ出射端でのレーザ光束の断面形状図、第４図は一方向
屈折率分布型スラブレンズの光学特性を説明する図、第
５図は半導体レーザの光学的特性を示す図、第６図はフ
ァイバ部材を使った従来技術の説明図である。 1,2……処置用半導体レーザ光源 10,11……移動レンズ 15……アライメント用半導体レーザ光源 16……テーパ型ファイバ 17……コリメーティングレンズ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処置用レーザ光源とガイド用レーザ光源の
   少なくとも一方が半導体レーザで構成されている医用半
   導体レーザ装置において、 半導体レーザ光源の発光面にテーパ型ファイバ部材を装
   着したことを特徴とする医用レーザ装置。
2. 【請求項２】第１項のテーパ型ファイバ部材を装着する
   レーザ光源はガイド用半導体レーザ光源であることを特
   徴とする医用レーザ装置。