JPH08148737A - パルス化され光ポンピングされたレーザ、およびそれを用いる外科手術法 - Google Patents

パルス化され光ポンピングされたレーザ、およびそれを用いる外科手術法

Info

Publication number
JPH08148737A
JPH08148737A JP7110517A JP11051795A JPH08148737A JP H08148737 A JPH08148737 A JP H08148737A JP 7110517 A JP7110517 A JP 7110517A JP 11051795 A JP11051795 A JP 11051795A JP H08148737 A JPH08148737 A JP H08148737A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
pulse
pump
pulsed
energy
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.)
Pending
Application number
JP7110517A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert J Freiberg
ロバート・ジェイ・フレイバーグ
Colette Cozean
コレット・コゼアン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PURIMIA LASER SYST Inc
Premier Laser Systems Inc
Original Assignee
PURIMIA LASER SYST Inc
Premier Laser Systems Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22905796&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH08148737(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by PURIMIA LASER SYST Inc, Premier Laser Systems Inc filed Critical PURIMIA LASER SYST Inc
Publication of JPH08148737A publication Critical patent/JPH08148737A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
    • H01S3/042—Arrangements for thermal management for solid state lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/102—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/1022—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
    • H01S3/0407—Liquid cooling, e.g. by water
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08072—Thermal lensing or thermally induced birefringence; Compensation thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
    • H01S3/093—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp focusing or directing the excitation energy into the active medium
    • H01S3/0931—Imaging pump cavity, e.g. elliptical
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1608—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth erbium

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザによる手術に用いるための、高いパル
ス繰返し速度を有する光ポンピングされた赤外部の中央
の固体レーザを提供する。 【構成】 このレーザは、１．７〜４．０μｍの波長を
生成し、光ポンピングされる。ポンプパルスの立上がり
時間および立下がり時間は、熱によるレンズ作用により
引起こされる不安定性を防ぐのに十分短い。このレーザ
により、パルスエネルギを増加させる必要なく組織の切
断をより効率的に行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】本発明は一般に、外科的応用のためのパ
ルス化されたレーザに関し、より特定的には、パルス繰
返し速度の高い光ポンピングされた赤外線固体レーザに
関する
【０００２】
【発明の背景】現在の医療では、種々の外科手術の際に
しばしばレーザエネルギが用いられている。レーザ光
は、血液を凝固させるだけではなく組織を切断したり除
去したり焼灼することができる。
【０００３】イットリウム・アルミニウム・ガーネット
（ＹＡＧ）は母体結晶であり、そのドーパントにより得
られたレーザは主に赤外で放射され、種々の外科的応用
に広く用いられている。エルビウムでドープされたＹＡ
Ｇ（Ｅｒ：ＹＡＧ）レーザの２．９４μｍの波長での放
射は水に非常に吸収されやすく、したがって組織の切断
に特に効果的である。これらのレーザは、組織の手術に
用いられる場合には、典型的にはパルス化されたモード
で動作され、通常、パルスの光エネルギを調節すること
によってその切断速度を制御する。残念なことに、もっ
と大胆に切断するためにパルスエネルギを増加すると、
硬組織が細かく壊れてしまい、外部の健康な軟組織を過
度に加熱してしまう。さらに、レーザ自体も、高いポン
プ出力からのＹＡＧ結晶の過渡的な加熱によって不安定
になってしまい、切断の効率が下がってしまうおそれも
ある。
【０００４】したがって、高いパルスエネルギに関連す
る不利な影響を引起こすことなく切断の効率を向上させ
るレーザのための外科用レーザ技術が必要とされてい
る。
【０００５】
【発明の概要】本発明の１局面に従えば、パルス化され
光ポンピングされたレーザは、高い繰返し速度のパルス
を生成する。レーザ材料を有する共振キャビティは、ポ
ンプ光源によってポンピングするために配置される。回
路は、１０パルス／秒を上回るパルス繰返し速度でパル
ス化された光ポンプエネルギを生成するようにポンプ源
にエネルギを与える。ポンプパルスは、１０パルス／秒
を上回る繰返し速度、好ましくは２０パルス／秒を上回
る繰返し速度でレーザ材料をポンピングする。ポンピン
グされたレーザ材料は、１．７μｍ〜４．０μｍの波長
の光を放射する。パルス化された高い繰返し速度の光ポ
ンプエネルギは、上述の繰返し速度で動作したときに、
レーザキャビティにおいて熱によるレンズ作用により引
起こされるレーザパルスの不安定性を防ぐのに十分に短
い立上がり時間および立下がり時間を有する。
【０００６】レーザシステムは、たとえば、赤外部の中
央でレーザ遷移を起こすために、光キャビティ内でレー
ザ発振を生成するように配置される固体媒体、たとえば
約１０パルス／秒で動作するＥｒ：ＹＡＧまたは好まし
くは２０〜５０パルス／秒で動作するＨｏ：ＹＡＧ等を
用い得る。ポンプ光源はキセノンフラッシュランプであ
ってもよく、これはその中でレーザ遷移を光励起するよ
うにレーザ媒体に隣接して配置される。電気回路は、Ｌ
Ｃ型パルス形成ネットワークが可能である。好ましく
は、ポンプ回路にはシマー（simmer）供給源が用いら
れ、これによってレーザ媒体はパルス間周期に、レーザ
に関連する電子の遷移がこのパルス間周期の間実質的に
レーザしきい値であってかつレーザしきい値未満に保持
される程度にポンピングされる。レーザ媒体をレーザし
きい値に維持するのに必要なエネルギが連続的に与えら
れる場合、パルス化された形の付加的なポンプエネルギ
がより効率的にレーザ光に結合する動作状態において熱
平衡が確立される。シマー供給源によって得られるさら
なる利点は、レーザ媒体をしきい値に維持するのに必要
なポンプ出力が、レーザ媒体を不活性状態からしきい値
にするのに必要なポンプ出力よりも少なくて済むことで
あり、このことは、熱放散が時間とともにより均一に分
配されることを意味する。シマー供給源を用いることに
よって得られるさらなる利点は、所与のレーザ出力に対
してポンプパルスエネルギをより小さくすることができ
ることであり、これにより電子パルス形成ネットワーク
の応答が向上する。以上のファクタすべてが協働して熱
の不安定性が回避され、それによってより高いパルス繰
返し速度を得ることができる。
【０００７】好ましくは、レーザは楕円形の反射ポンプ
キャビティを用い、それによってポンプ源からの光がレ
ーザ媒体の軸に向けられる。通常の光拡散ポンプキャビ
ティとは異なり、この楕円形のキャビティによりレーザ
媒体内の利得プロファイルがより均一となり、さらに、
より低いエネルギポンプパルスで所与のレーザ出力を達
成することができるようになる。パルスごとに放散され
るエネルギがより少なくなるため、熱の不安定性が低減
され、それによってより高い繰返し速度を得ることが可
能となる。好ましい実施例のさらなる特徴は、ポンプス
ペクトルフィルタを用いることであり、これによってレ
ーザ媒体のポンプ波長に関連しないポンプ出力のかなり
の部分が必要でなくなる。媒体中で余分なエネルギが蓄
積されないようにすることにより、熱によるレンズ作用
による不安定性が起こる前にレーザはより高いパルス繰
返し速度で動作する。
【０００８】本発明の別の局面に従えば、パルス化され
たレーザは、ポンプ光源と光共振器キャビティとを含
み、光共振器キャビティはレーザ媒体と反射材とを含
む。レーザ媒体は、ポンプ光源によるポンピングに応答
して１．７μｍ〜４μｍの光を放射する。反射材のうち
の１つは、光共振器からのレーザ光出力を生成するよう
に部分的に透過性であり、共振器の反射材のうちの少な
くとも１つは、レーザ媒体における熱によるレンズ作用
による影響を少なくとも部分的に補償するように湾曲し
ている。レーザ媒体は、流体流動システムによって冷却
される。この流体システムは、レーザ媒体を含む光共振
器キャビティの一部分にわたって、レーザ媒体の表面と
流体との間の界面を除いて、レーザ媒体の表面と平行な
方向に、流体冷却材が実質的に層状に流れるように構成
される。電気回路は、ピーク出力に対する全エネルギの
比率が５００μｓ未満の電気パルスでポンプ光源にエネ
ルギを与える。電気回路はまた、パルス間周期の間レー
ザ媒体を実質的にレーザしきい値であってかつレーザし
きい値未満に維持するのに十分なパルス間ポンプエネル
ギを生成するために、パルスとパルスとの間に十分なエ
ネルギをポンプ源に供給する。
【０００９】本発明のさらに他の局面に従えば、外科的
応用のための方法は、１．７μｍ〜４μｍの波長でかつ
１０パルス／秒を上回る繰返し速度、好ましくは２０パ
ルス／秒を上回る繰返し速度の光パルスを供給するステ
ップを含む。改変するべき組織に向けられる光パルスの
パルスエネルギは１ジュール（Ｊ）／パルス未満であ
り、好ましくは、その放射照射量は２．０Ｊ／ｍｍ2 ／
パルス未満である。光パルスは、、好ましくは光を光フ
ァイバの導波路を介して送ることによって組織に向けら
れる。赤外部の中央の波長の１つの好ましい光ファイバ
は、同時係属中の米国特許出願連続番号第０８／０７
５，７２０号に開示されており、この出願を引用により
ここに援用する。好ましい実施例では、パルスは５００
μｓ未満のパルス持続時間を有し、多数の例示的な応用
においては、１０ｍＪ〜２５０ｍＪのパルスエネルギが
好ましい。
【００１０】
【好ましい実施例の詳細な説明】図１に示されるよう
に、光ポンピングされた固体レーザ１０は、固体レーザ
媒体１２と光ポンプ源１４とを囲む光ポンプキャビティ
２０を収容するレーザヘッド２６からなる。ＹＡＧ結晶
等のレーザ媒体１２は通常、ミラー１８によって規定さ
れる光共振キャビティ内で整列されるシリンダ軸に関し
て長手方向に配置される円筒形ロッドの形状である。ガ
ス放電フラッシュランプ等の光ポンプ源１４はレーザ媒
体１２に隣接して配置され、レーザ媒体１２および光ポ
ンプ源１４はともに光ポンプキャビティ２０によって囲
まれる。光ポンプ源１４は、ポンプ源駆動回路１６に電
気的に接続される。さらに、レーザヘッド２６には、流
体冷却剤２２を交換したり流れさせたりするための流入
／流出通路２４が設けられる。
【００１１】図２に機能的に示される好ましい実施例の
光ポンプ源駆動回路１６は、コントローラ３０、高電圧
源３２、パルス形成ネットワーク３４、およびシマー供
給源３６を含む。コントローラ３０は、高電圧源３２、
パルス形成ネットワーク３４、およびシマー供給源３６
の各々に接続される。高電圧源はパルス形成ネットワー
ク３４に接続され、パルス形成ネットワーク３４は、シ
マー供給源１４と同様にレーザフラッシュランプ１４に
接続される。図３に概略的に示される好ましい実施例の
パルス形成ネットワーク３４は、記憶キャパシタ４０、
トリガスイッチ４４、誘導子４２、およびフラッシュラ
ンプ１４が順に直列に接続されるループからなる。高電
圧入力３２は記憶キャパシタ４０と高電圧リードおよび
トリガスイッチ４４との間でループに接続し、パルスト
リガ入力４６はトリガスイッチ４４でループに接続し、
シマー供給源入力４８は誘導子４２とフラッシュランプ
１４との間でループに接続する。
【００１２】図６および図７の断面図に示されるよう
に、光ポンプキャビティ２０はフラッシュランプ１４と
レーザロッド１２とを囲む。図６は光拡散キャビティの
構成を示しており、その内壁は光の波長に対して粗く、
その中にはフラッシュランプ１４とレーザロッド１２と
が配置される。図７は、楕円形の断面を有する反射キャ
ビティ６２を示しており、フラッシュランプ１４とレー
ザロッド１２との軸はこの楕円の焦点と一致する。光線
６４および６６はそれぞれ、キャビティ６０および６２
内のフラッシュランプ１４から放射される光線の経路を
表わす。さらに、好ましい実施例では、図８の斜視図に
示すように、フラッシュランプ１４は円筒形のスペクト
ルフィルタ７０内に同心的に配置される。
【００１３】図１０の断面図に示される光共振キャビテ
ィは、ミラー１８によって規定される光軸を有し、レー
ザロッド１２の光軸が共振キャビティの光軸と一致する
ようにこの光共振キャビティ内にレーザロッド１２が配
置される。ミラー１８は平坦な面８０を有し得るが、以
下に議論するように、好ましい実施例では湾曲した面８
４を用いる。光線８２および８６はそれぞれ、ミラーの
面が平坦である場合および湾曲している場合の光共振キ
ャビティ内のレーザ発振を表わす。
【００１４】レーザヘッド２６には、流体冷却剤２２と
その冷却剤の通路となる流入／流出ダクト２４とからな
る流体冷却システムが設けられる。図１１に示されるよ
うに、フラッシュランプ１４、レーザロッド１２、ポン
プキャビティ２０等のレーザヘッド２６内のコンポーネ
ントは、主な流れのパターンが熱を有するすべての表面
に対して平行になるように、流れている流体冷却剤２２
と接触するように配列される。流体が流れる領域９０お
よび９２はそれぞれ、層状の流れおよび層状ではない流
れを表わす。
【００１５】光ポンピングされた固体レーザ１０の一般
的な動作は、いわゆる負温度、またはレーザ媒体１２の
エネルギレベル間の反転分布の状態で始まる。固体レー
ザ媒体１２は通常、光励起されて反転分布を引起こしそ
れによって誘導光子放出に関係しレーザ発振を引起こす
活性イオンを含む母体材料からなる。ＹＡＧはその構造
的特性、熱的特性および結晶特性のため、非常に有用な
母体材料であり、これは光学的な品質の高いロッドを作
り出すために作ることができる。たとえばホルミウムま
たはエルビウムを含む希土類元素でドープされたＹＡＧ
は、赤外部の中央の波長の元素レーザ放射を生成し、
２．９４μｍのＥｒ：ＹＡＧの固有放射が好ましい。可
視スペクトル領域であると考えられているレーザ媒体１
２のエルビウムが関連した電子ポンプ遷移は、フラッシ
ュランプ１４によって供給される強度の高い光によっ
て、レーザが動作するしきい値を上回るように光励起さ
れる。通常キセノンフラッシュランプ等の広帯域放出ガ
ス放電管であるフラッシュランプ１４は、ポンプ回路１
６からの高電流の放電に応答して適切なエルビウムポン
プ波長の光エネルギを生成する。
【００１６】Ｅｒ：ＹＡＧのより低いレーザ遷移の継続
時間は、Ｅｒ：ＹＡＧのより高いレーザ遷移の継続期間
よりもかなり長いため（１ミリ秒に対して２ミリ秒）、
より低いレベルは簡単に分布され、ｃｗおよびｑのスイ
ッチング動作に問題が生じる。代替的に、ポンプエネル
ギは短い光パルスの形で数百μ秒のオーダでレーザロッ
ド１２に供給され、その間にレーザロッド１２はレーザ
の動作しきい値を十分に上回るまで励起される。これに
応答して、レーザ共振キャビティ内で強度の高いレーザ
光パルスが生成され、その一部は部分的に透過性の出力
ミラー１８を介して外部に結合される。ＹＡＧ結晶の屈
折率が温度に依存するため、温度勾配によってはレーザ
キャビティ内の光路が湾曲し得る。このいわゆる「熱に
よるレンズ作用」はそれが十分に大きい場合はレーザ発
振を維持することに関してレーザキャビティを不安定に
させてしまう。
【００１７】フラッシュランプ１４を駆動する電流パル
スからレーザ光出力パルスへのエネルギ変換は一般に非
常に効率が悪く、レーザ材料をかなり加熱してしまう。
典型的な変換の効率は、２、３％以下のオーダである。
Ｅｒ：ＹＡＧレーザの動作は、ポンプエネルギレベルと
レーザ電子エネルギレベルとの差が比較的大きいため特
に効率が悪い。ポンプエネルギの残りは急速に熱に変換
され、ポンプキャビティ２０を循環する流体冷却剤２２
によって取除かれなければならず、この流体冷却剤には
しばしば脱塩水が用いられる。ポンプエネルギが適度に
短い時間で蓄えられるため、この間にポンプエネルギは
ほとんど冷却剤２２を介して放散しないと考えられ、こ
れによりレーザロッド１２内の温度および温度勾配が増
加する。ポンプ光からレーザ放射への特定の変換である
レーザ利得は温度および熱によるレンズ作用によって悪
影響を受け、利得プロファイルも過渡的な温度勾配によ
って同様に影響を受ける。繰返しポンピングされる動作
では、レーザロッド１２内の光分布、熱の流れから冷却
剤２２への温度勾配等の均一でないポンププロセスによ
ってさらに累積的な加熱効果がある。一般に、レーザシ
ステムは、複雑な非線形の態様で動作し、そのため、１
つの動作状態に変化が生じると他の動作状態およびレー
ザ出力に影響を与え得る。
【００１８】Ｅｒ：ＹＡＧレーザのポンピングの効率お
よびパルスの繰返し速度を考慮する際に重要なのは、フ
ラッシュランプ１４によって光ポンプエネルギが発生さ
れかつそれがレーザロッド１２に与えられる状態および
態様である。図２を参照して、フラッシュランプポンプ
回路１６は、パルス形成ネットワーク３４を繰返し放電
することによってフラッシュランプ１４に高電流の電気
パルスを与える。高電圧源３２はパルス形成ネットワー
ク３４にエネルギを与え、与えるエネルギの程度によっ
てパルスエネルギが決まり、その程度はコントローラ３
０によって調節される。パルス繰返し速度ｆrrは、パル
ストリガ速度によって調節され、これもコントローラ３
０によって与えられる。高電流ポンプパルスは、図３に
概略的に示されるパルス形成ネットワーク３４によって
発生され、このパルス形成ネットワーク３４は本質的に
直列にＬＣネットワークを含み、非線形インピーダンス
はフラッシュランプ１４によって与えられる。動作時
に、記憶キャパシタ４０は高電圧源３２によって、トリ
ガ信号４６が予め定められた速度ｆrrでＳＣＲ４４を閉
じる予め定められた値まで充電され、キャパシタ４０が
誘導子４２およびフラッシュランプ１４を介して放電す
ることができるようにし、それによってフラッシュラン
プ１４を介して高電流パルスを生成する。
【００１９】代表的なポンプパルスに関する時間の関数
としてのフラッシュランプ１４の出力は、図４の曲線５
０に示されている。レーザの動作に影響を与える重要な
パルス特性は、ポンプパルスエネルギＥp であり、ここ
ではパルス出力曲線５０の下の領域全体で表される。動
作時に、所与のフラッシュランプ１４およびパルス形成
ネットワーク３４に関して、特定のポンプパルスエネル
ギを達成するためには、対応するパルス持続時間τp が
必要であり、このパルス持続時間はここでは瞬間ポンプ
出力が瞬間ピーク出力Ｐp の５０％以上である時間とし
て規定される。同様に、パルスの立上がり時間τr およ
び立下がり時間τf はここではそれぞれ瞬間ポンプ出力
がパルスの立上がりエッジおよび立下がりエッジに関し
て瞬間ピーク出力の１０％〜９０％である時間として規
定される。通常外科の応用に用いられるポンプパルスは
数百μ秒のパルス持続時間を有し得るが、典型的にはパ
ルスの立上がり時間および立下がり時間はかなり長い。
好ましい実施例では、フラッシュランプ１４は、レーザ
の不安定性を最小限にしながら組織の切断に効果が得ら
れるように所望の大きさ、持続時間、形状および繰返し
速度のパルスでエネルギが与えられる。したがって、ポ
ンプパルスエネルギを低減しかつそれを短い持続時間で
レーザ媒体１２に伝えると、高いパルス繰返し速度で効
果的にレーザ動作を行なうことができることがわかる。
したがって、固有のポンプパルス時間τp 、τr 、τf
は短いかまたは同等であり、ピーク出力に対するポンプ
エネルギの比率は小さい。この状態を達成するために、
一般に、フラッシュランプ１４の非線形インピーダンス
がある場合、記憶キャパシタ４０のキャパシタンスＣと
誘導子４２のインダクタンスＬとの間のバランスがあ
る。すなわち、Ｃが非常に高い場合は放電はかなり減少
され、Ｌが非常に高い場合は放電が変動する。どちらも
場合も、曲線５０の終わりに示されるように、ポンプパ
ルスの持続時間および立下がり時間は長い。好ましい実
施例では、ＣおよびＬの値は、組織を所望に改変できる
ほど十分にフラッシュランプ１４にわたって高電流の放
電が行なわれるように調節され、さらにパルスの持続時
間が短くかつパルスの立上がり時間および立下がり時間
が短いという特徴を有する。したがって、所与のピーク
出力に関して、最適化された状態は、実質的に臨界的に
減少された放電に対応し、ここでパルスの持続時間とパ
ルスの立上がり時間および立下がり時間とは最小にされ
る。
【００２０】上述の状態から得られる好ましいフラッシ
ュランプの出力は図４の曲線５２に示されており、これ
は光ポンプエネルギへの最も早く最も効率のよい電気の
移動を表わしている。この状態により、レーザ動作一
般、特に外科の応用に関していくつかの明確な利点が得
られる。高出力のパルス化された動作を考慮すると、パ
ルス形成ネットワーク３４とフラッシュランプ１４との
間でインピーダンスが一致するため、全体の変換効率が
向上する。比較的効率の悪いＥｒ：ＹＡＧに関しては、
しきい値を十分に上回るレーザ出力を得るために立上が
り時間は短いことが好ましく、その次のポンプパルスま
でに持続時間の長いより低いレーザの遷移を減らすこと
ができるようにするために立下がり時間は短いことが好
ましい。さらに、好ましいポンプパルスにより所与のパ
ルスエネルギに関してポンプ時間の持続時間が最小にさ
れるか、または図４に示されるように、ピーク出力に対
するパルスエネルギの比率が最小にされる。斜線で示し
た領域５４は、最適化されたポンプパルスを用いること
によって、熱的不安定性に寄与するであろうエネルギを
節約した、そのエネルギを表わす。
【００２１】ＤＣ電流源を含むシマー供給源３６は、レ
ーザロッド１２を図５においてＰt（５３）によって示
したレーザしきい値を下回る実質的にそのしきい値に維
持するのに十分な出力レベルで連続的にフラッシュラン
プ１４を励起するために用いられる。この実施例によ
り、パルス繰返し速度を増加するのに寄与するいくつか
の利点が得られる。レーザロッド１２を公称上レーザし
きい値に維持することによって、パルス形成ネットワー
ク３４の応答はかなり向上され、パルスの持続時間およ
び立上がり／立下がり時間が短くなる。さらに、パルス
化された電力入力がより効率的にレーザ光出力に結合さ
れる動作状態下でレーザロッド１２が冷却剤２２と接触
することにより、レーザロッド１２において熱平衡が確
立され、したがって過渡的な加熱を低減することがで
き、パルス形成ネットワーク３４に対する必要性が少な
くなる。さらに、フラッシュランプ１４において連続的
な放電が維持されることにより、効果的なインピーダン
スが低減され、かつパルス形成ネットワーク３４に与え
られるインピーダンスの非線形性が低減され、それによ
ってより短くパルス化された放電が促進される。
【００２２】図５の曲線５０は、パルス期間内にレーザ
ロッド１２が不活性状態から高出力状態になり、その後
レーザロッド１２によってエネルギが放散される緩和期
間が長い間続く一般のポンプパルスシーケンスを表わし
ている。このシーケンスは、繰返し速度ｆrrでレーザパ
ルスごとに繰返される。曲線５６は、連続的なポンプ出
力をレーザ動作しきい値に対応するレベルＰt 近くに維
持するシマー供給源３６と組合せて効率のよいパルス形
成ネットワーク３４を用いた、変更されたポンプ出力を
表わしている。組織の改変に有害な熱の不安定性および
レーザ出力に寄与するであろうエネルギを節約した、そ
のエネルギを斜線で示した領域５８で表わしている。所
与の出力エネルギを達成するのに必要な過渡的なポンプ
エネルギが低減されるため、過渡的な加熱も同様に低減
される。図５に示されているように、パルス形成ネット
ワーク３４とともにシマー供給源３６を含む好ましいポ
ンプ回路は、時間の経過とともにより均一にレーザロッ
ド１２にポンプ出力を分配するように機能し、それによ
って過渡的な加熱による熱の不安定性が低減される。フ
ラッシュランプ１４のインピーダンスと同様に、パルス
ごとのエネルギの需要が減少し、それによって、パルス
形成ネットワーク３４のキャパシタ４０および誘導子４
２を、フラッシュランプ１４を介する電流の放電の立上
がり／立下がり時間をさらに低減するように調整するこ
とができるようになる。したがって、シマー供給源３６
と、パルス形成ネットワーク３４と、低減された熱の不
安定性と、増加されたパルス繰返し速度との間に相助作
用の重要な要素がある。
【００２３】楕円形の反射ポンプキャビティは、好まし
くは、フラッシュランプ１４およびレーザロッド１２を
囲む。図６に示される光拡散性ポンプキャビティ６０
は、通常、光ポンピング構成の単純さおよび電位に強い
構成のため、光ポンピング構成に用いられる。ポンプキ
ャビティ６０の粗い表面は、フラッシュランプ１４から
放射された光を、図６の光線６４によって示されるよう
にキャビティ６０の中をおそらく均一に散乱させる。し
かしながら、レーザロッド１２は、そのロッドの断面に
わたって必ずしも均一に励起されるまたは加熱されるわ
けではなく、特に、利得プロファイルと熱によるレンズ
作用とに影響を及ぼすホットスポットを増大し得る。そ
れに対して、図７の光ポンプキャビティ６２は楕円形の
反射シリンダを表しており、このキャビティ６２におい
てフラッシュランプ１４およびレーザロッド１２は楕円
形の焦点の各々に沿って配置される。形状を考慮に入れ
ると、フラッシュランプ１４から半径方向に外側に現れ
る光線は、光線６６によって示されるように、楕円形の
壁によってレーザロッド１２の軸に反射される。そのよ
うな半径方向の等方性の励起により、累積的な利得プロ
ファイルが向上し、レーザロッド１２内の温度勾配が減
衰され、それによって熱によるレンズ作用が最小にな
る。楕円形のポンプキャビティ６２の高反射性表面はま
た、拡散性表面よりもその放射吸収量が少なく、したが
って、他の向上点と相助的に作用して、全体の変換効率
を向上し、それによって所与の動作状態を得るのに必要
なパルスエネルギを最小にする。熱によるレンズ作用、
利得プロファイルおよびポンプエネルギはすべてポンプ
キャビティ６２によって有利な影響を受け、その結果、
パルスの繰返し速度が向上し得る。
【００２４】図８に拡大断面斜視図で示されているスペ
クトルフィルタ７０は、フラッシュランプ１４、レーザ
ロッド１２、またはその両方の周りに同心的に配置され
るウラニウムでドープされたガラスからなる円筒形の覆
いを含み、それによって、フラッシュランプの光の放射
６４がレーザロッド１２を放射する前にその放射６４を
フィルタする。図８では、スペクトルフィルタ７０はフ
ラッシュランプ１４の周りに同心的に配置されている
が、好ましい実施例ではスペクトルフィルタ７０がレー
ザロッド１２の周りに配置されてもよいことが理解され
るべきである。キセノンで充填された水晶管等の典型的
なフラッシュランプは、幅広いスペクトル範囲にわたっ
て光を放射し、このことはレーザ媒体１２における複数
のポンプ遷移を用いるのには有利であるが、レーザ発振
に有用でない遷移も励起することにより加熱を促進して
しまう。図９には、有用なポンプ遷移７４のバンドを典
型的なフラッシュランプのスペクトル放射輝度曲線７２
の上に重ねて示しており、このように重ねて示すことに
よって、レーザロッド１２に与えられる余分なエネルギ
を強調して見ることができる。このような余分なエネル
ギにより、熱の不安定性が増加しかつパルスの繰返し速
度が制限される。スペクトルフィルタ７０は、図９にお
いてレーザポンプ遷移バンド７４の外側にありスペクト
ル透過率曲線７６によって表わされるフラッシュランプ
１４からの光出力を選択的に吸収するように構成され
る。レーザロッド１２における吸収された出力に対する
有用な出力の比率はスペクトルフィルタ７０によって明
らかに増加する。したがって、所与のレーザ出力に関す
るレーザロッド１２の熱負荷は低減され、その結果、パ
ルスの繰返し速度がより高くなる。フラッシュランプ１
４とスペクトルフィルタ７０との間の体積全体にわたっ
て流体冷却剤を送る場合、スペクトルフィルタ７０の円
筒形のキャビティによって得られるさらなる構造上の利
点を利用することができる。円筒形のチャネルは熱を有
する表面の長さに沿って冷却剤を送るように機能し、そ
れによって冷却剤と表面との間の熱交換が向上する。
【００２５】通常の動作においては、レーザロッド１２
は、共振器内で実質的に平行にされる光の放射のために
レーザ発振が維持されるように、ミラー１８によって規
定される光共振キャビティ内で整列される。このような
環境下では、図１０に示されるミラーの平坦な表面８０
は、放射を再びレーザロッド１２に戻すように結合する
かまたはレーザ出力としてレーザキャビティの外に結合
するために用いられ得る。高いピーク出力という厳しい
状況では、レーザロッド１２の熱によるレンズ作用によ
り、レーザロッド１２を横切る光線が発散され、いわゆ
る不安定な共振キャビティを作り出し得る。そのような
状態では、出力モードの質が悪化しかつ出力が減少して
しまう。光線８２によって概略的に示されるように、発
散した光線はミラーの平坦な表面８０によってレーザキ
ャビティ領域の外に反射され、そのためレーザの利得に
は寄与できない。好ましい実施例では、ミラーの湾曲し
た表面８４は、発散した光線を共振器の軸に反射し、そ
れによってレーザ発振を維持することによって安定した
動作を回復するために組込まれる。したがって、矯正キ
ャビティミラー８４によってわずかに発散した光線を有
用なレーザ出力とすることができる。改良されたレーザ
キャビティは、レーザロッド１２に多少熱によるレンズ
作用があっても高品質のレーザ出力を安定して維持する
ように機能する。それによってキャビティの安定性の範
囲が拡大され、これにより所与のポンプ出力レベルに対
してレーザ出力が増加し、または代替的には、平坦なミ
ラー表面８０を用いて可能な繰返し速度よりも高い繰返
し速度を得ることができる。この実施例も同様にポンプ
回路１６に必要な出力量を低減し、より短いポンプパル
スを用いることができるようにする。
【００２６】単位元を下回る量子の効率、ポンプの遷移
とレーザの遷移との間のエネルギの差、およびポンプ光
のスペクトル範囲等の条件の結果、ポンプ出力のかなり
の部分が熱に変換され、これらの熱はすべて流体冷却剤
２２によって放散されなければならない。好ましい実施
例のさらに他のエレメントは改良された流体冷却システ
ムであり、これにより冷却剤２２は図１１に概略的に示
されるレーザロッド１２、フラッシュランプ１４および
光ポンプキャビティ２０の表面に実質的に平行に送ら
れ、熱を発散する表面のすべてに対して平行な実質的に
層状の流れが維持される。レーザヘッド２６を介する冷
却剤２２の層状の流れは、角変位が比較的小さいこと、
内面に対して実質的に平行に流れを向けること、および
内面に沿った流速を制限することを特徴とするレーザヘ
ッド２６を介する冷却剤２２の流路で得られる。流路
は、流体がスペクトルフィルタ７０およびフラッシュラ
ンプ１４（またはレーザロッド１２）の熱を有する表面
間の円筒形の体積にわたって流れるように、スペクトル
フィルタ７０をフラッシュランプ１４およびレーザロッ
ド１２の周りに同心的に配置して作り出され得る。厳密
にいうと、層状の流れの特性により、ダクト２４を介し
て効率よく均一に冷却剤を交換できるが、熱を放散する
表面、すなわちレーザロッド１２、フラッシュランプ１
４、スペクトルフィルタ７０およびポンプキャビティ２
０と、流体冷却剤２２との間の表面と流体との界面にお
ける熱伝導性の熱交換しか行なうことができない。した
がって、好ましい実施例では、熱を放散する表面に平行
な実質的に層状の流れが維持され、表面と流体との界面
のすぐ周りにおいてのみ層状でない流れまたは乱流がわ
ずかに残り、したがって熱伝達の程度はより高くなる。
そのような状態は、表面と流体との界面で乱流が生じる
程度を上回る程度まで流速を増加することによって起こ
る。好ましい流れの状態は図１１に示されており、ここ
で領域９０において実質的に層状の流れが維持され、領
域９２において層状でない流れがわずかに存在する。高
温の表面近くの層状でない流れは、レーザヘッド２６を
介する冷却剤の流れをあまり損なわずに境界面での対流
による熱交換を増加させる。より効率的な流体冷却シス
テムは、レーザロッド１２における長期間にわたるまた
は累積的な加熱効果を低減するように機能し、それによ
ってより高いパルスの繰返し速度を得ることができる。
さらに、効率のよい流体冷却システムは連続的な出力源
を用いてポンプパルスのシーケンスを補償するため、相
助的な改善が得られる。
【００２７】ここに開示される実施例を好ましく用いる
外科手術の方法は、改変させるべき組織に光パルスを向
けるステップを含み、光パルスは１．７μｍ〜４．０μ
ｍの波長を有し、パルスエネルギは１ジュール未満であ
り、パルス繰返し速度は１０パルス／秒（ＰＰＳ）を上
回る。パルス化されたエネルギのパルス持続時間は好ま
しくは５００μｓ未満である。組織に与える損傷を少な
くした効果的な組織の改変は、好ましくは２．０Ｊ／ｍ
ｍ2 ／パルス未満の放射照射量で達成され、いくつかの
実施例では、そのような放射照射量は約１．５Ｊ／ｍｍ
2 ／パルス未満である。表１は、低いパルスエネルギお
よび高いパルス繰返し速度を用いた多数の好ましいレー
ザによる外科の応用例を示しており、パルスエネルギ、
繰返し速度およびスポットサイズの好ましい値または範
囲を示している。
【００２８】
【表１】
【００２９】角膜スカルプティングの応用（光が自由空
間で送られることにより透過される）以外の場合は、好
ましくは、光エネルギを組織に向けるために光ファイバ
において見られるような導波路が用いられる。赤外部の
中央のスペクトル領域であって、強度の高い光を透過す
るという条件下では、多くの光ファイバにおいて光が吸
収されるまたは損失される。吸収された放射により、フ
ァイバがかなり悪化し、レーザ出力がさらに必要とな
る。所与の平均出力レベルに関して、より低いエネルギ
およびより高い繰返し速度の光パルスにおいて光ファイ
バの透過の減衰がより少なくなるため、ここに開示する
好ましい実施例はこの問題を回避するのに役立つもので
ある。
【００３０】以上、本発明を特にその好ましい実施例に
関して説明したが、本発明には前掲の特許請求の範囲の
精神および範囲からはずれることなく種々の変形例が可
能であること、および本発明のある特徴を他の特徴を用
いずに利点となるように用いられることもできることが
当業者により理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】ここで議論するタイプの光ポンピングされた固
体レーザの概略断面図である。
【図２】ポンプ光源駆動回路の機能ブロック図である。
【図３】本発明の好ましい実施例に用いるのに適切なパ
ルス形成ネットワークの基本的な構成を示す概略図であ
る。
【図４】光ポンプ出力を時間の関数として表わしたグラ
フを示す図である。
【図５】シマー供給源による寄与を含む光ポンプ出力を
時間の関数として表わしたグラフを示す図である。
【図６】図１の線６−６に沿って見た、拡散ポンプキャ
ビティの概略断面図である。
【図７】図１の線６−６に沿って見た、楕円形ポンプキ
ャビティの概略断面図である。
【図８】図６および図７の領域７における光ポンプスペ
クトルフィルタの断面斜視図である。
【図９】フラッシュランプのスペクトル放射輝度とフィ
ルタの透過率とを表わすグラフを示す図である。
【図１０】矯正端部ミラーによって安定化されるレーザ
光キャビティの断面図である。
【図１１】実質的に層状の流れに維持される流体冷却シ
ステムの概略断面図である。
【符号の説明】
１２ レーザロッド １４ フラッシュランプ １６ ポンプ回路 １８ ミラー ２０ 光ポンプキャビティ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コレット・コゼアン アメリカ合衆国、92630 カリフォルニア 州、エル・トロ、ミッドクレスト、21581

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポンプ光源と、 前記ポンプ光源からのポンプ光によるポンピングのため
    に配置されるレーザ材料を含む共振キャビティとを含
    み、前記レーザ材料は、前記ポンプ光によるポンピング
    に応答して１．７μｍ〜４μｍの波長の光を放射し、 １０パルス／秒を上回るパルス繰返し速度でパルス化さ
    れた光ポンプエネルギを生成するように前記ポンプ光源
    にエネルギを与えるための回路をさらに含み、前記共振
    キャビティは、前記繰返し速度でレーザパルスを生成
    し、ポンプパルスの強度は前記パルス繰返し速度で前記
    共振キャビティにおいて熱によるレンズ作用によって引
    起こされる前記レーザパルスの不安定性を特に防ぐのに
    十分に短い立上がり時間および立下がり時間を有する、
    パルス化され光ポンピングされたレーザ。
  2. 【請求項２】 パルス繰返し速度は、２０パルス／秒以
    上である、請求項１に記載のパルス化され光ポンピング
    されたレーザ。
  3. 【請求項３】 前記レーザパルスのエネルギは１Ｊ未満
    である、請求項１に記載のパルス化され光ポンピングさ
    れたレーザ。
  4. 【請求項４】 前記レーザパルスの持続時間は、５００
    μｓ未満である、請求項１に記載のパルス化され光ポン
    ピングされたレーザ。
  5. 【請求項５】 前記回路は、前記レーザ媒体を前記レー
    ザ媒体の実質的にレーザしきい値であってレーザしきい
    値未満に維持するのに十分なレベルで前記レーザ媒体に
    ポンプエネルギを供給するために、パルス間周期に前記
    ポンプ光源にエネルギを与える、請求項１に記載のパル
    ス化され光ポンピングされたレーザ。
  6. 【請求項６】 前記ポンプ光源および前記レーザ媒体
    は、前記ポンプ光源および前記レーザ媒体の各々の軸が
    楕円の異なる焦点と実質的に同一線上になるように、楕
    円形の断面を有する円筒形反射キャビティ内に配置され
    る、請求項４に記載のパルス化され光ポンピングされた
    レーザ。
  7. 【請求項７】 光フィルタは、前記ポンプ光源によって
    放射される光を実質的にすべて遮断するように配置さ
    れ、前記レーザ媒体のポンプ波長に対応する光波長で最
    大相対スペクトル透過率を有する、請求項５に記載のパ
    ルス化され光ポンピングされたレーザ。
  8. 【請求項８】 前記共振キャビティは、前記レーザ媒体
    における熱によるレンズ作用の効果を少なくとも部分的
    に補償するように構成される反射材を含む、請求項１に
    記載のパルス化され光ポンピングされたレーザ。
  9. 【請求項９】 前記レーザ媒体を冷却するための流体冷
    却剤が流れ、前記流体冷却剤は、前記レーザ媒体の前記
    表面と流体との間の境界を除いて前記レーザ媒体の表面
    に平行な方向の実質的に層状の流れを維持するように構
    成される流路を有する、請求項１に記載のパルス化され
    光ポンピングされたレーザ。
  10. 【請求項１０】 ポンプ光源と、 レーザ媒体と反射材とを備える光共振器とを含み、前記
    レーザ媒体は、前記ポンプ光源からのポンプ光でのポン
    ピングに応答して１．７μｍ〜４μｍの光を放射し、前
    記反射材のうちの１つはレーザ光出力を生成するように
    部分的に透過性であり、前記反射材のうちの少なくとも
    １つは湾曲したミラーを含み、前記ミラーの曲率は、前
    記レーザ媒体における熱によるレンズ作用の効果を少な
    くとも部分的補償するように選択され、 前記レーザ媒体を冷却するための流体システムをさらに
    含み、前記システムは、前記レーザ媒体の前記表面と流
    体との間の境界を除いて、前記レーザ媒体の表面に平行
    な方向に、前記レーザ媒体を含む前記光共振器キャビテ
    ィの一部分にわたって実質的に層状の流れを与えるよう
    に構成され、 電気パルスを生成し、前記ポンプ源にエネルギを与える
    ための電気回路をさらに含み、前記電気パルスにおい
    て、ピーク出力に対する全エネルギの比率は５００μｓ
    未満であり、前記電気回路は、前記パルスと前記パルス
    との間に前記ポンプ源にパルス間エネルギを供給し、前
    記パルス間エネルギは、前記レーザ媒体を前記レーザ媒
    体の実質的にレーザしきい値であってレーザしきい値未
    満に保持するのに十分なポンプエネルギを前記レーザ媒
    体に供給するように前記ポンプ源にエネルギを与える、
    パルス化され光ポンピングされたレーザ。
  11. 【請求項１１】 レーザ光出力は、１Ｊ未満のパルスエ
    ネルギのパルスからなる、請求項９に記載のパルス化さ
    れ光ポンピングされたレーザ。
  12. 【請求項１２】 パルス繰返し速度は１０パルス／秒を
    上回る、請求項９に記載のパルス化され光ポンピングさ
    れたレーザ。
  13. 【請求項１３】 光ポンプキャビティは、前記ポンプ光
    源と前記レーザ媒体との各々が楕円の異なる焦点線と整
    列されるように前記ポンプ光源と前記レーザ媒体とがそ
    の中に配置される楕円形の反射シリンダからなる、請求
    項９に記載のパルス化され光ポンピングされたレーザ。
  14. 【請求項１４】 光フィルタは、前記ポンプ光源から放
    射されるポンプ光を実質的にすべて遮断するように配置
    され、前記レーザ媒体のポンプ波長以外の波長のポンプ
    光を優先的に吸収する、請求項１２に記載のパルス化さ
    れ光ポンピングされたレーザ。
  15. 【請求項１５】 波長が１．７〜４μｍであり、かつ繰
    返し速度が１０パルス／秒を上回り、パルスエネルギが
    １Ｊ未満である光パルスを供給するステップと、 前記パルスを組織に向けて前記組織を改変するステップ
    とを含む、外科手術の方法。
  16. 【請求項１６】 パルスの持続期間は５００μｓ未満で
    ある、請求項１５に記載の外科手術の方法。
  17. 【請求項１７】 光ファイバを介してパルスを送るステ
    ップを含む、請求項１５に記載の外科手術の方法。
  18. 【請求項１８】 前記組織に対する放射照射量は２．０
    Ｊ／ｍｍ2 ／パルス未満である、請求項１５に記載の外
    科手術の方法。
JP7110517A 1994-05-10 1995-05-09 パルス化され光ポンピングされたレーザ、およびそれを用いる外科手術法 Pending JPH08148737A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/240,255 US5422899A (en) 1994-05-10 1994-05-10 High repetition rate mid-infrared laser
US240255 1999-01-29

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006054520A Division JP2006196917A (ja) 1994-05-10 2006-03-01 パルス化され光ポンピングされた自走の医療用レーザ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08148737A true JPH08148737A (ja) 1996-06-07

Family

ID=22905796

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7110517A Pending JPH08148737A (ja) 1994-05-10 1995-05-09 パルス化され光ポンピングされたレーザ、およびそれを用いる外科手術法
JP2006054520A Pending JP2006196917A (ja) 1994-05-10 2006-03-01 パルス化され光ポンピングされた自走の医療用レーザ

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006054520A Pending JP2006196917A (ja) 1994-05-10 2006-03-01 パルス化され光ポンピングされた自走の医療用レーザ

Country Status (8)

Country Link
US (2) US5422899A (ja)
EP (1) EP0682389B1 (ja)
JP (2) JPH08148737A (ja)
AU (2) AU685593B2 (ja)
CA (1) CA2148395A1 (ja)
DE (1) DE69504407T2 (ja)
ES (1) ES2120683T3 (ja)
IL (1) IL113501A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010502029A (ja) * 2006-08-30 2010-01-21 テールズ 平行六面体形状のレーザ増幅媒質およびランプを備える励起手段を備える増幅装置
JP4924767B1 (ja) * 2011-06-28 2012-04-25 パナソニック株式会社 レーザ光源装置およびそれを搭載する画像表示装置
CN108225568A (zh) * 2017-12-26 2018-06-29 国网河北省电力有限公司衡水供电分公司 变压器高压侧套管故障检测方法

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4336947A1 (de) * 1993-03-27 1995-05-04 Laser Medizin Zentrum Ggmbh Be Langpuls-Laser mit Resonatorverlängerung mittels optischem Wellenleiter
US5422899A (en) * 1994-05-10 1995-06-06 Premier Laser Systems, Inc. High repetition rate mid-infrared laser
US5558667A (en) * 1994-12-14 1996-09-24 Coherent, Inc. Method and apparatus for treating vascular lesions
JP3338974B2 (ja) * 1995-01-11 2002-10-28 ミヤチテクノス株式会社 レーザ装置
US5557624A (en) * 1995-01-20 1996-09-17 Hughes Aircraft Company Laser system using U-doped crystal Q-switch
US5724372A (en) * 1995-01-20 1998-03-03 Hughes Electronics Diode-pumped laser system using uranium-doped Q-switch
US5652756A (en) * 1995-01-20 1997-07-29 Hughes Electronics Glass fiber laser system using U-doped crystal Q-switch
WO1996033538A1 (en) * 1995-04-17 1996-10-24 Coherent, Inc. High repetition rate erbium: yag laser for tissue ablation
US5822345A (en) * 1996-07-08 1998-10-13 Presstek, Inc. Diode-pumped laser system and method
US5940420A (en) * 1996-10-08 1999-08-17 Trimedyne, Inc. Split-flow laser cooling cavity
US6193711B1 (en) 1997-12-12 2001-02-27 Coherent, Inc. Rapid pulsed Er:YAG laser
DE19840751C2 (de) * 1998-09-08 2003-07-03 Medys Medical & Dental Systems Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Lasers
US6421364B2 (en) * 1999-05-24 2002-07-16 Robert W. Lubrano Solid state optical pumping laser with shielded laser cavity insert
US6449294B1 (en) 1999-07-26 2002-09-10 Pls Liquidating Llc Single dominant spike output erbium laser
JP4421799B2 (ja) * 1999-10-08 2010-02-24 テラダイン・インコーポレーテッド 直接衝突型温度制御構造
US6414980B1 (en) 1999-10-12 2002-07-02 Coherent, Inc. Laser rod thermalization
US6872226B2 (en) 2001-01-29 2005-03-29 3F Therapeutics, Inc. Method of cutting material for use in implantable medical device
DE10013371B4 (de) * 2000-03-17 2004-09-09 Jörg Dr. Meister Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Laserlicht
US6647350B1 (en) * 2000-06-02 2003-11-11 Exactus, Inc. Radiometric temperature measurement system
DE10055179B4 (de) * 2000-11-08 2006-03-02 Lisa Laser Products Ohg Fuhrberg & Teichmann Betrieb einer Laservorrichtung, insbesondere für chirurgische Anwendungen
US6813289B2 (en) * 2001-07-25 2004-11-02 Innotech, Usa, Inc. Portable laser device
US6765941B2 (en) * 2001-12-03 2004-07-20 Agfa Corporation Method and apparatus for cooling a self-contained laser head
US6899706B2 (en) * 2002-01-09 2005-05-31 Inolase 2002 Ltd. Isotopic laser for the oral cavity and use of the same
US20050018748A1 (en) * 2003-07-24 2005-01-27 Ringermacher Harry Israel Actively quenched lamp, infrared thermography imaging system, and method for actively controlling flash duration
US7843978B2 (en) * 2005-02-04 2010-11-30 Jds Uniphase Corporation Passively Q-switched laser with adjustable pulse repetition rate
US10835355B2 (en) 2006-04-20 2020-11-17 Sonendo, Inc. Apparatus and methods for treating root canals of teeth
CA2649905C (en) 2006-04-20 2019-04-09 Dentatek Corporation Apparatus and methods for treating root canals of teeth
US7980854B2 (en) 2006-08-24 2011-07-19 Medical Dental Advanced Technologies Group, L.L.C. Dental and medical treatments and procedures
EP2821027A3 (en) * 2007-01-25 2015-04-01 Sonendo, Inc. Apparatus for removing organic material from a root canal of a tooth
US20090185592A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Jan Vetrovec Laser diode system with reduced coolant consumption
CN101497150B (zh) * 2008-02-01 2012-10-10 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 激光切割装置
EP2276414A4 (en) * 2008-05-09 2012-07-04 Sonendo Inc APPARATUS AND METHODS FOR RADICULAR CHANNEL TREATMENT
KR20120099717A (ko) 2009-11-13 2012-09-11 소넨도, 인크 치아 치료를 위한 액체 분사 장치 및 방법
JP5919258B2 (ja) 2010-04-22 2016-05-18 プリサイス ライト サージカル インコーポレイテッド フラッシュ蒸発手術システム
CA2815219A1 (en) 2010-10-21 2012-04-26 Sonendo, Inc. Apparatus, methods, and compositions for endodontic treatments
WO2013142385A1 (en) 2012-03-22 2013-09-26 Sonendo, Inc. Apparatus and methods for cleanting teeth
US10631962B2 (en) 2012-04-13 2020-04-28 Sonendo, Inc. Apparatus and methods for cleaning teeth and gingival pockets
FR2991214B1 (fr) * 2012-06-01 2014-06-13 Snecma Procede de percage d'une piece par impulsions laser
EP2934364B1 (en) 2012-12-20 2019-04-03 Sonendo, Inc. Apparatus for cleaning teeth and root canals
US10363120B2 (en) 2012-12-20 2019-07-30 Sonendo, Inc. Apparatus and methods for cleaning teeth and root canals
WO2014121293A1 (en) 2013-02-04 2014-08-07 Sonendo, Inc. Dental treatment system
CA2910809A1 (en) 2013-05-01 2014-11-06 Sonendo, Inc. Apparatus and methods for treating teeth
WO2014210220A2 (en) 2013-06-26 2014-12-31 Sonendo, Inc. Apparatus and methods for filling teeth and root canals
JP6246945B2 (ja) * 2014-09-30 2017-12-13 富士フイルム株式会社 固体レーザ装置
JP6502117B2 (ja) * 2015-02-17 2019-04-17 株式会社アマダミヤチ レーザ装置
US10806544B2 (en) 2016-04-04 2020-10-20 Sonendo, Inc. Systems and methods for removing foreign objects from root canals
US10893906B2 (en) * 2016-10-04 2021-01-19 Boston Scientific Scimed, Inc. Tailored laser pulses for surgical applications
US10794667B2 (en) * 2017-01-04 2020-10-06 Rolls-Royce Corporation Optical thermal profile
WO2018175322A1 (en) 2017-03-20 2018-09-27 Precise Light Surgical, Inc. Soft tissue selective ablation surgical systems
US20190101748A1 (en) * 2017-10-04 2019-04-04 Dornier Medtech Laser Gmbh Method for Operating a Pulsed Laser System
CN108814712B (zh) * 2018-04-23 2020-06-16 中国科学院理化技术研究所 一种切割与止血并行手术的复合激光医疗装置及方法
US11110294B2 (en) * 2019-09-13 2021-09-07 Candela Corporation Cooling system for tissue treatment system with both tissue and light source cooling
USD997355S1 (en) 2020-10-07 2023-08-29 Sonendo, Inc. Dental treatment instrument

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4917084A (en) * 1985-07-31 1990-04-17 C. R. Bard, Inc. Infrared laser catheter system
US4713820A (en) * 1985-08-02 1987-12-15 Allied Corporation Thermal lensing-compensated lanthanum beryllate laser
JPH0740615B2 (ja) * 1986-04-15 1995-05-01 日本電気株式会社 パルスレ−ザ発振器
US4846172A (en) * 1987-05-26 1989-07-11 Berlin Michael S Laser-delivery eye-treatment method
FR2616976B1 (fr) * 1987-06-22 1989-10-13 Lasag Ag Laser avec systeme de refroidissement perfectionne
US4803694A (en) * 1987-07-08 1989-02-07 Amada Company, Limited Laser resonator
US5257935A (en) * 1988-03-14 1993-11-02 American Dental Laser, Inc. Dental laser
US5360425A (en) * 1990-08-17 1994-11-01 Candela Laser Corporation Sclerostomy method and apparatus
WO1992008427A2 (en) * 1990-11-07 1992-05-29 Premier Laser Systems, Inc. Laser surgical probe
EP0499396A3 (en) * 1991-02-13 1993-04-14 Coherent, Inc. Method and device for preconditioning a laser having a solid state gain medium
EP0578756B1 (en) * 1991-04-04 2000-08-30 Premier Laser Systems, Inc. Laser surgical probe
US5267856A (en) * 1991-09-20 1993-12-07 Premier Laser Systems, Inc. Laser surgical method
WO1993014817A2 (en) * 1992-01-15 1993-08-05 Premier Laser Systems, Inc. Corneal sculpting using laser energy
WO1993020895A1 (en) * 1992-04-10 1993-10-28 Premier Laser Systems, Inc. Apparatus and method for performing eye surgery
US5422899A (en) * 1994-05-10 1995-06-06 Premier Laser Systems, Inc. High repetition rate mid-infrared laser

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010502029A (ja) * 2006-08-30 2010-01-21 テールズ 平行六面体形状のレーザ増幅媒質およびランプを備える励起手段を備える増幅装置
JP4924767B1 (ja) * 2011-06-28 2012-04-25 パナソニック株式会社 レーザ光源装置およびそれを搭載する画像表示装置
CN108225568A (zh) * 2017-12-26 2018-06-29 国网河北省电力有限公司衡水供电分公司 变压器高压侧套管故障检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES2120683T3 (es) 1998-11-01
DE69504407T2 (de) 1999-04-29
AU1796495A (en) 1995-11-16
DE69504407D1 (de) 1998-10-08
IL113501A0 (en) 1995-07-31
CA2148395A1 (en) 1995-11-11
JP2006196917A (ja) 2006-07-27
EP0682389A2 (en) 1995-11-15
AU6351098A (en) 1998-06-18
AU685593B2 (en) 1998-01-22
US5422899A (en) 1995-06-06
US6122300A (en) 2000-09-19
EP0682389B1 (en) 1998-09-02
EP0682389A3 (en) 1996-01-17
IL113501A (en) 1997-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6122300A (en) High repetition rate mid-infrared laser
US11896300B2 (en) Tailored laser pulses for surgical applications
US5769844A (en) Conventional light-pumped high power system for medical applications
US6998567B2 (en) Generation and application of efficient solid-state laser pulse trains
US5781574A (en) Liquid circulation system for cooling a laser head
US7430231B2 (en) Vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) arrays pumped solid-state lasers
US5982789A (en) Pulsed laser with passive stabilization
US7522651B2 (en) Solid-state lasers employing incoherent monochromatic pump
US4601288A (en) Laser device and method
KR950034940A (ko) 높은 반복 속도의 미드 적외선 레이저
JP2000058951A (ja) Ｎｄ―ＹＡＧレ―ザ
EP0807326B1 (en) Improved method for producing long pulses of laser radiation
US20030138005A1 (en) Laser light source
US5757842A (en) Method and apparatus for compensating thermal lensing effects in a laser cavity
EP0748530B1 (en) High brightness cold burst solid state laser operation
US6449294B1 (en) Single dominant spike output erbium laser
US5724372A (en) Diode-pumped laser system using uranium-doped Q-switch
US3675152A (en) Compensator for a radial refractive-index gradient in a disc laser
EP4018981B1 (en) Ophthalmological ultra-violet laser system for eye treatment
KR20010084898A (ko) 방사형으로 배치된 여러 개의 직선형 다이오드 레이저를이용한 고체레이저 발생장치.
JPH10135539A (ja) レーザ装置
JP2003526951A (ja) レーザー光を生成する装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050301

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20050531

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20050603

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050831

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20051101

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060301

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20060417

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20060512

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070612

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070615

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070712

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070718

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070810

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070815

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070911