KR101487247B1 - 활성-미디어 하우징을 갖는 고 파워 방사선원 - Google Patents

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Abstract

다목적 하우징을 갖는 전자 마그네틱 방사선의 고 파워 소스가 공개된다. 상기 다목적 하우징은 적어도 하나의 광 소스로 형성되는 재질로 가득한 내부를 포함하며, 광 여기를 레이저 로드에 제공하기 위한 광 소스에 의해 둘러싸인 레이저 로드를 인벨롭할(envelope) 수 있는 리플렉터를 더 포함한다. 상기 광 소스의 외부 표면을 정의하는 재질은 밖으로 확장하며, 상기 리플렉터의 외부 표면으로 정의한다. 높은 반사율 코팅은 보호 코팅으로써, 상기 리플렉터의 외부 위에(over) 배치된다. 또한 상기 리플렉터의 외부 표면 위에(over) 처리되는 것은 방열판(heat sink)을 통해(over) 강제 공기 트레블링(forced-air traveling)의 선택적 배열의 의해 수행되는 냉각과 함께 선택적인 방열판이 될 수 있다. 상기 광 소스는 광 소스 펌프가 될 수 있고, 상기 고 반사율 코팅은 상기 리플렉터의 인벨롭하는 것으로(to envelop) 형성될 수 있다.

Description

활성-미디어 하우징을 갖는 고 파워 방사선원{HIGH POWER RADIATION SOURCE WITH ACTIVE-MEDIA HOUSING}
본 명세서는 미국 임시출원(Prov. App) 61/255,031(Att. Docket BI8326PR)호(2009년 10월 26일 출원) "활성-미디어 하우징과 고 파워 방사선 소스", 임시출원 61/321,041(Att. Docket BI8333PR2)호(2010년 4월 5일 출원) "메디컬 레이저를 위한 터치-팁", 및 임시출원 61/383,227(Att. Docket BI8317PR3)호 (2010년 9월 15일 출원) "전자기 방사선의 고 파워 소스"의 이익을 주장하며, 모든 내용은 본 출원에서 명시적으로 참조된다.
본 출원은, "전자기 방사선의 고 파워 소스"라는 제목의 미국 임시출원 61/221,544(Att. Docket BI8273PR)호 (2009년 10월 16일 출원) 및 2009년 6월 29일, "에어 냉각 고체 상태 레이저"라는 제목의 임시특허 61/221,544 (Att. Docket BI8273PR)호 (2009년 6월 29일 출원) 및 "고체 상태 플래시 램프 펌프 레이저를 위한 코팅 확산성 형태 리플렉터"라는 제목의 특허출원 12/363,679(Att. Docket BI8079P)호 또한 연관되며, 미국 임시특허 61/025,398호에서 우선권을 주장하고, 모든 내용은 본 출원에서 명시적으로 참조된다.
본 발명은 "전자기로 유도된 기계 커팅을 위한 전자기 에너지 배포판"이라는 제목의 특허 7,108,693 (Att. Docket BI9066CON3)호, "유체 조절 시스템"이라는 제목의 특허 11/330,388(Att. Docket BI9914P)호, 및 "전자기로 유도된 커팅을 위한 분무 입자의 사용자 프로그래밍 가능한 조합"이라는 제목의 특허 5,741,247(Att. Docket BI9001P)호, 또한 연관되며, 모든 내용은 본 출원에서 명시적으로 참조된다.
본 발명은 일반적으로 방사선 출력 장치(radiation outputting devices)와 연관되며, 더 특별하게는 반사(reflect) 또는 채널 방사선을 방출하는 장치와 연관된다.
선행기술에 존재하는 다양한 방사선 출력 시스템은 각각 여러 가지의 장점과 그에 못지 않은 단점을 제공한다. 광학 시스템의 맥락에서, 레이저는 의심의 여지 없이 많은 주목을 받았고 코히런트 에너지 방출 장치 자체의 출현과 거의 같은 먼 과거부터 개발 노력을 받았다.
이를 테면, 메디컬 및 치과 어프리케이션에서 유체를 사용하기 위하여 링 모양의 레이저 빔(ring-shaped laser beam)을 방출하기 위하여 연관된 복합 시스템(relatively complex systems)은 Muncheryan에 의해 특허 제3,821,510호로 입증됨으로써 25년에 걸쳐 공개되었다.
최근, 고효율 메디컬 및 치과 레이저 절차 장치(procedural devices)는, 목표 위에(above) 물 미스트로(into a mist of water) 에너지를 집중시킬 수 있는 결과로 물, 에너지 및 충격 파동(shock waves)의 하나 또는 그 이상에 의해 상기 목표가 커팅(cutting) 또는 제거되는(ablating) 특허 제5,741,247호에서 공개되었다.
고체 상태 레이저에 의해 구현되는 이러한 절차 장치는, 이를 테면, 압축(compact)할 수 있다는 점, 장기 사용을 위해 안정적인 점, 쉽게 현장에서 교체할 수 있다는 점에서 유리하다.
본 발명의 일실시예는 레이저 막대(laser rod)를 구성 및/또는 포함할 수 있는 다기능 하우징, 그(thereof) 속을 파낸 부분(hollow-out a portion)에 레이저 막대의 세로 축(longitudinal axis)으로/함께 형성된 구멍(이를 테면, 드릴된(drilled)), 드릴링(drilling) 및 속을 파낸(hollowing) 결과로서 레이저 막대 내에 형성된 세로 루멘(longitudinal lumen), 및 그것의(thereof) 길이에 따라 적어도 상기 세로 루멘 안쪽 부분에 배치된(disposed) 플래시램프(flashlamp)의 형태를 취할 수 있다.
상기 세로 루멘 내의 디밸롭핑 레이저 빔의 펌핑을 촉진하는 리플렉터(Reflectors)(이를 테면, HR 및/또는 OC)는 이를 테면, 여러 가지의 형태의 다양한 제품에서 제공된다.
원형-경계(Circular-perimeter) 모양의 리플렉터는 섬유(들)(fiber(s))에 방출되는 빛을 커플링 하는 것에 대해 특히 도움된다. 게다가 또는 그 대신에, 리플렉터는 상기 레이저 막대 외부의 일부 또는 전부 주위에(around part or all of the outside) 배치(disposed)되거나, 또는 안될 수도 있다(or not).
HR 및 OC 거울들이 사용될 경우, 그들은 도넛 모양의 방사 패턴)의 생성을 유발하기(effectuating) 위해 이를 테면, 적당한 도넛 모양의 거울의 형태로 기능을 제공하는 레이저 막대의 반대 단(opposing ends)에 배치될 수 있다.
실시예들은 파이어 플래시램프(fire flashlamp)(들)에 양극을 가질 수 있고, 및/또는 RF 펌핑(또는 다이오드 사이트 펌핑과 같은 몇몇의 다른 타입)을 가질 수 있으며, 이를 테면, 양극/음극(anodes/cathodes)은 제공되지 않고 및/또는 제공(provision)은 상기 레이저 막대의 내부를(이를 테면, 크세논 가스) 순환하도록 만든다(그러나 반드시 재순환((re-circulate)하지 않음).
더 나은, 냉각 구조(cooling structure)(이를 테면, 방열판(heat sinks)을 포함하여 아래 참조된 구조 중 하나 이상)는 외부에 처리된다(이를 테면, 레이저 막대의 결정에 부착되어). 이러한 것은 공기 및/또는 물 냉각(cooling)이 될 수 있다.
본 발명에 따른 리플렉터(reflector)는 출력 방사선(즉, 전자기 에너지)에 반사를 일으키는 구동 에너지(driving energy)를 제공하는 적어도 하나의 방사선 소스(이를 테면, 광 소스)의 모양(이를 테면, 바디(body))을 포함하도록 만든다.
광 소스(light sources)의 외부 표면을 정의하는 재질(material)은 리플렉터의 외부 표면으로 확장하고(extends out) 정의한다(defines). 높은 반사 코팅은 상기 리플렉터의 외부 표면에 걸쳐 배치되고, 이어서 선택적으로 보호 코팅이 배치된다.
또한, 방열판(heat sink)은 상기 방열판의 부분들 전반에(over parts) 강제 공랭(forced-air) 방식에 의해 발생하는 냉각(cooling)으로 리플렉터와 커플링된다.
제한적이지 않은 본 발명의 일실시예에 따르면, 광학 시스템의 맥락에서, 상기 리플렉터는 선택적으로 공기 냉각을 할 수 있고, 다음 하나 또는 출력 전자기 에너지의 이득 미디엄을 일으키는 이득 미디엄에게 구동 에너지(driving energy)(이를 테면, 광 여기(light excitation))를 제공하는 복수(plurality)의 자극 소스(stimulation sources)(이를 테면, 광 소스)에 의해 둘러싸인 이득 미디엄(예를 들면, 레이저 막대(laser rod))을 포함할(이를 테면, 그에 필수 부품으로서(as an integral part thereof)) 수 있는 펌핑-챔버(pumping-chamber)가 될 수 있다.
각 자극 소스는 광 소스 펌프가 될 수 있고, 높은 반사 코팅은 리플렉터를 인벨롭하는(envelop) 형태가 될 수 있다.
한 측면에서, 전자 마그네틱 방사선(electro-magnetic radiation)의 고 파워 소스는 적어도 광 소스의 형태인 재질 및 레이저 막대에 광 자극(light excitation)을 제공하기 위한 광 소스에 의해 둘러싸인 레이저 막대를 인벨롭할(envelope) 수 있는(선택적으로) 리플렉터를 더 포함하는 다목적(multi-purpose) 하우징을 갖는다.
본 발명의 기구와 장치는 기능 설명과 문법 유동성(grammatical fluidity)을 위한 것으로 간주될 수 있다. 별도로 표시하지 않는 한, 청구항들은 "수단(means)" 또는 "단계(steps)" 한계의 구조에 의해 어떤 식으로든 한정된 것으로 해석될 수 없는 것으로 명시적으로 이해되어야 하며, 의미의 전체 영역 및 등가물의 사법 교리 아래에서(under the judicial doctrine) 청구항에 의해 제공된 정의의 등가물(equivalents of the definition)이 될 수 있다.
모든 기능 또는 설명되거나 여기에 참조된 기능의 조합은 포함된 기능들이 이러한 설명서 및 첨단기술의 지식과 같은 맥락에서 명백하기 때문에 상호 일관성이 없는 포함된 기능들로 제공된 발명의 범위 내로 포함된다.
게다가, 모든 기능 또는 설명되거나 참조된 기능들은 본 발명의 모든 실시예에서 구체적으로 제외될 수 있다. 본 발명의 요약의 목적을 위해, 본 발명의 장점 및 새로운 기능들은 설명되거나 참조된다.
물론, 장점 또는 기능들이 본 발명의 특정 구현의 실시예가 될 수 있는 모든 측면을 반드시 이해하지 않는 것으로 이해된다. 본 발명의 추가적인 장점 및 측면들은 아래의 자세한 설명 및 청구항에서 제공된다(apparent).
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 하우징(multi-functional housing)의 사이드(side) 크로스-단면도이다.
도 1a는 선택적 냉각 수행(optional cooling implement)을 따르는 동일한 실시예의 단(end) 크로스-단면도이다.
도 1b 및 도 1c는 동일한 일실시예에 따른 단(end) 크로스-단면도이다.
도 2는 본 발명의 유체 냉각(fluid-cooled) 대안의 일시예에 따른 다기능 하우징의 사이드(side) 크로스-단면도이다.
도 3은 본 발명의 비대칭형(asymmetrical-type) 대안의 일실시예에 따른 다기능 하우징의 사이드 크로스-단면도이다.
도 3a는 선택적 리플렉터 수행(optional reflector implement)을 따르는 비대칭형 일실시예에 따른 단-크로스-단면도이다.
도 4는 선택적 리플렉터 수행을 따르는 도 3 및 도 3a의 비대칭형 일실시예에 따른 수정된 버전(modified version)이다.
도 5는 선택적 리플렉터 수행을 따르는 도 3 및 도 3a의 비대칭형 일실시예에 따른 또 다른 수정된 버전이다.
도 6은 본 발명의 가로-펌핑 배열(transverse-pumping arrangement)에 따른 다기능 하우징의 사이드 크로스-단면도이다.
도 6a는 가로-펌핑 배열의 탑 플랜(a top plan)이다.
도 6b는 가로-펌핑 배열의 단 크로스-단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 챔버(chamber)(이를 테면, 리플렉터)의 사이드 크로스-단면도이다.
도 8은 동일한 실시예에 따른 단 크로스-단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 제1 플래시램프(flashlamp) /리플렉터 구조의 단 크로스-단면도이다.
도 10은 다른 일실시예에 따른 제3 플래시램프/리플렉터의 단 크로스-단면도이다.
도 11 내지 도 18은 본 발명의 추가 측면들(show further aspects)을 나타낸다.
본 발명의 실시예들은 현재 첨부된 도면에서 묘사되고 설명된다. 이러한 것들의 일례는 각 일례에 대한 다른 구현들에 대하여 일부의 구현들로 해석되며 확장된다.
어떤 측면에서, 다른 구현에 의해 동일한 것이 사용하지 않을 경우, 도면과 설명에서 동일한 참조 기명인(designators)의 사용은 동일, 유사하거나 유사한 컴포넌트 및/또는 요소들을 의미한다.
특정 구현에 따르면, 상단(top), 하단(bottom), 좌측(left), 우측(right), 위(up), 아래(down), 위(over), 위에 (above), 아래에(below), 아래에(beneath), 뒤(rear) 및 앞(front)과 같은 방향 용어의 사용은 다른 구성에서 동일한 것이 사용되지 않을 경우(while in other implementations the same use should not) 문자 그대로 해석해야 한다.
본 발명은 통상 첨단기술에서 사용되는 다양한 장치 및 기술과 함께 실시될 수 있다. 그리고 매우 많이 일반적으로 실시된 처리 단계는 본 발명의 이해하는 것으로 제공되기 위해 필요한 것으로 여기에 포함된다.
본 발명은 방출, 반사 또는 채널 방사선 장치(이를 테면, LEDs(Light Emitting Diodes), 헤드램프(headlamps), 등) 일반적으로 방사선 출력 시스템 분야 및 처리에서 적용된다.
본 발명에 따른 보다 특히 사용되는 다기능 하우징(14)의 도면은 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 하우징(14)의 사이드 크로스-단면의 레디션(side cross-sectional rendition)의 방법으로 도 1에 나타냈다.
다기능 하우징(14)은 활성 미디어(active media)(16) 및 내부 여기 영역(interior excitation region)(18)을 포함한다. 내부 여기 영역(18)은 활성 미디어(16)에 여기 소스(excitation source)의 기능으로 포함(contain)되고 구성(comprise)되거나, 제공될 수 있다.
예를 들면, 내부 여기 영역(18)은 플래시램프와 같은 기능으로 제공된다. 이러한 배열(arrangements)에 따라, 활성 미디어(16)는 일반적으로 수정된 레이저 로드(a modified laser rod)와 같은 레이저 로드(laser rod)를 포함한다.
도시된 실시예의 예와 같은 배열에 대한 참조로, 다기능 하우징(14)의 구조(constructing)의 방법(method)은 예를 들어, 레이저 로드의 제공, 세로 축을 따라/통한(along/through) (이를 테면, 파내어 만들기(hollow out)) 구멍(hole)의 형성(이를 테면, 드릴링(drilling))을 포함할 수 있다. 상기 레이저 로드 나머지 부분은 활성 미디어(16)를 형성한다.
모범 사례에서, 과정을 수행하는 것은 플래시램프와 같은 여기 소스(excitation source)의 수용(accommodating)에 대한 적합한 내부 영역을 갖는 원통형의 모양의(cylindrically-shaped) 활성 미디어를 얻을 수 있다.
도 1에 도시한 실시예에서 설명된 것과 같은, 본 발명에 대한 참조에서 여기가 가능한 유체(이를 테면, 램프 가스(gas)(18a))는 내부 여기 영역(18)에서 제공될 수 있다.
게다가, 설명된 예에서, 적어도 하나의 에너지 컨덕터(conductors) 또는 전극(electrodes)(이를 테면, 램프 전극(lamp electrodes)(18b 및 18c))은 내부 여기 영역(18)과 관련된 다른 부근(vicinities)에서 제공될 수 있다.
도 1에 도시된 것과 같은 엔드-펌프된 구현에 따르면, 컴포넌트들이 이를 테면, 어떤 형태의 것이든 활성 미디어(16)와 관련된(이를 테면, 내에 또는 에서 또는 근처 끝의(within or at or near ends of)) 다른 부근들에서(예를 들어, 반대 면들) 광학으로써(이를 테면, 하이 리플렉터 및/또는 출력 커플러) 제공된다.
도 1a는 도 1의 라인 1A 내지 1A'을 따라 나타낸(taken along) 실시예들의 단 크로스-단면을 나타내며, 선택적 냉각 도구(optional cooling implement)(19')를 더 나타낸다. 도 1a에서 활성 미디어(16)의 외부 표면(exterior surface)에 의해 정의된 것과 같은 원형 경계는 섬유(들)(fiber(s))과의 커플링에 대해 이로울 수 있다.
이를 테면, 원형 크로스 섹션(circular cross sections)을 포함할 수도 있다. 특정 실시예에서, HR 및 OC 거울들은(이를 테면, 코팅을 포함하는 적어도 하나 이상의 거울들(one or more of which)) 활성 미디어(16)의 반대 단에 배치될 수 있고, 및/또는 예를 들어, "O" 모양의 방사 패턴 생성을 위한 "O"모양(이를 테면, 워셔(washer))을 가지고 형성할 수 있다.
다른 도구들(implementations)은 도 1b(오직 "O" 모양의 크기에 대략 4분의 1이고, 물론 다른(other) 크기이며, 모양 및/또는 위치가 가능한 HR(들) 및/또는 OC(들)를 갖는) 및 도 1c(원형 크로스 섹션을 가진 것(들)과 같은)(such as one(s) having circular cross sections), 도 1b에 묘사된 것 보다 작은 HR(들) 및/또는 OC(들)를 갖는, 물론 다른(other) 크기이며, 모양 및/또는 위치가 가능한)에 대응하는 예로써, 컴포넌트들(이를 테면, HR(들) 및/또는 OC(들))의 다른 모양을 포함한다.
도 1b의 두 개의 수치를 언급하는 것(Referring to those)은 도 1의 1BC 내지 1BC' 라인의 입장으로부터의 도 1의 또 다른 대안의 실시예에 따른 단 크로스 단면도에서 보여진 도 1c와 함께 도 1의 1BC 내지 1BC' 라인을 따라 나타낸(taken along) 도 1의 실시예의 단 사이드 뷰(end side view)를 나타낸다. 빗금친 영역(cross-hatched areas)은 HR 및/또는 OC 컴포넌트(들)를 나타낸다.
일반적인(typical) 도 1 배열(arrangement)의 구조에서, 이를 테면, 상기 컴포넌트들은 이를 테면, 외부 표면(19) 및 내부 표면(20) 사이가 측정됨으로써(as measured), 활성 미디어(16)의 적어도 하나의 두께에 기능적으로 적합한 두께로 워셔 모양의 HR(22)(washer-shaped HR) 및 워셔 모양의 OC(24) (washer-shaped OC)로 구체화 된다.
예를 들어, 하나 또는 두 개의 상기 HR의 두께 t1 및 상기 OC의 두께 t2는 상기 레이저 로드의 두께 t3과 매칭(match)되고, 해당(correspond)하거나 또는 동일(equal)할 수 있다.
도 1, t1 = t2 = t3의 예에서, 마찬가지로 도 1에 나타낸, 리플렉터(이를 테면, 냉각 도구(cooling implement)(19')의 곡선 표면으로 구성될 수 있는, 및/또는 막, 레이어 또는 냉각 구조와 함께 또는 냉각 구조가 없는 코팅으로(membrane, layer, or coating with or without the cooling structure) 구성될 수 있는)는 활성 미디어(16)의 바깥쪽의 주변 일부 또는 전부에 배치되거나 배치되지 않을 수 있다. 및/또는 활성 미디어(16)는 리플렉터(들)가 필요하지 않도록 충분한 두께로 형성될 수 있다.
실시예들에 따르면 도 2에서 묘사되거나 어떤 다른 형태(들)로 전극(electrodes)은(cf. 18b 및 18c), 예를 들어 파이어하는 것은(to fire), 이를 테면, 플래시램프(들) 및/또는 RF 펌핑 도구(RF pumping implements)(25)(이를 테면, 안에(within) 및/또는, 오히려, 14의 일부 또는 전부의 외부(preferably, external of part or all of 14))를 가질 수 있다.
다이오드 사이드-펌핑(diode side-pumping) 이를 테면, 양극/음극(anodes/cathodes)은 제공되지 않는고, 및/또는 공급(provision)은 내부(크세논(Xenon)과 같은 램프 가스와 함께, 챔버(chamber)(18d) 내에서 화살표 방향 f1 및 f2로 구동)를 순환(그러나 반드시 재순환(re-circulate)하지 않음)하게 만들 수 있다.
도 2는 본 발명의 유체 냉각(fluid-cooled) 대안의 실시예에 따른 다기능 하우징의 사이드 크로스-단면을 나타낸다. 오히려, 냉각 구조(이를 테면, 모든 하나 또는 그 이상의 아래에서 언급된 구조를 포함, 이를 테면, 방열판) 및/또는 도 1a의 전형적인 예와 같은 냉각 도구(19')는 또한 또는 외부에(이를 테면, 활성 미디어(16)의 결정(crystal)에 부착되어) 처리되는 방법에 의한 것처럼 다른 방법으로(alternatively) 사용되며, 또는 공기 및/또는 물 냉각을 달성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 비대칭형(asymmetrical-type) 대안 일실시예에 따른 다기능 하우징의 사이드 크로스-단면을 나타낸다. 그리고 도 3a는 선택적 리플렉터 및/또는 냉각 도구(cooling implement)(cf. 도 1의 냉각 도구(19'))와 함께 도 3의 3A 내지 3A' 라인을 따라 나타낸 상기 비대칭형 일실시예의 단 크로스-단면(end cross-sectional view)을 나타낸다.
일부 구현(implementations)에 따르면, 도 3 및 도 3a에서 라인 19' 팬텀(phantom)은 위에(over) 또는 상단의 절반 주위에(around the top half)만 배치된 반사 표면(reflective surface)이다.
기초를 이루는(underlying) 미디어의 일부(some) 또는 전체는 "활용하지 않는(inactive)" 미디어(16')가 된다(이를 테면, 반사 표면(19')이 22 및/또는 24를 향하는 공명기(resonator)의 활성(이를 테면, 도핑된(doped)) 부분으로 향할 (direct) 수 있기 때문이다.).
활성 미디어(16) 영역 및 활용하지 않는 미디어(16') 영역은 적어도 하나의 인접한(adjoining)(이를 테면, 분자 결합(molecular bonding)) 및/또는 도핑에 의해 정의된다.
도 4는 선택적 리플렉터 도구(optional reflector implement)와 함께 도 3 및 도 3a의 비대칭형 일실시예의 수정된 버전(modified version)을 나타내며, 도 5는 도 3 및 도 3a의 비대칭형 일실시예의 또 다른 수정된 버전을 나타낸다.
도 6에 도시된 것과 같은 사이드 펌핑된(side-pumped) 또는 가로-펌핑된 구현(transverse-pumped implementation)에 따라서, 컴포넌트들은 이를 테면, 활성 미디어(16)의 다른 부근(이를 테면, 외부 표면(19) 및 내부 표면(20) 위에(on) 또는 근처에서(near))에서 적어도 하나의 광학 쌍들(optic pairs)(이를 테면, 각 쌍은 하이 리플렉터(HR) 또는 출력 커플러(OC)의 형태가 되는)로 제공될 수 있다.
각 광학 쌍의 상기 컴포넌트들은 예를 들어 레이디얼(radial) 방향을 따라 측정된 거리 t3에 의해 구분된다. 위에서 설명된 구현과 마찬가지로(도 1 내지 도5), 도 6의 상기 배열 및 기능은 조합 또는 치환을 구체화할 수 있다(embody). 도 6에서 도시된 상기 HR들 및/또는 OC들의 원형 경계는 이를 테면, 섬유들로 커플링을 지원하는(enabling) 혜택(benefit)을 제공할 수 있다.
도 6a는 상기 가로-펌핑 배열(transverse-pumping arrangement)의 탑 플랜(top plan)을 나타내며, 도 6b는 상기 가로-펌핑 배열의 단 크로스-단면을 나타낸다. 활용하지 않는 미디어(16')의 일부 또는 전체는 활성 미디어(inactive media) (16)를 그 대신에 포함하며(alternatively comprise), 및/또는 HR 및 OC 요소들(elements)은 그것에 대해(thereon) 또는 그 부근에(thereabout) 배치될 수 있다.
본 발명의 여러 기능 중 하나의 맥락에서 언급된 도넛 모양의(donut-shaped) 방사 패턴에 대해서, 이러한 현상은 이를 테면, 이러한 치아와 같이(such as a tooth) 단단한(hard) 또는 부드러운 조직(soft tissue) 타겟과 같은 타겟(target)에 근접하여(이를 테면, 인접(adjacent to) 및/또는 쪽으로(onto)) 고리 모양(이를 테면, 고리 모양의) 이미지(이를 테면, 트리트먼트 빔(treatment beam))를 프로젝트 하는 것을(to project) 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 예는 다른 모양(들)과 인접(adjacent to) 및/또는 타겟쪽으로(onto a target) 기타 단순 또는 복잡한 모양과 함께 타원 모양(oval-shaped) 또는 사각형 모양(rectangular-shaped)의 이미지/빔, 및/또는 이미지/빔을 프로젝트 할 수 있으며, 프로젝트된 이미지의 센터는(center) 방사선이 다른 양 및/종류, 또는 없이(a different amount and/or kind, or no, radiation), 덜 포함된다.
덴탈 하드-조직(dental hard-tissue) 절단의 실시예와 같은, 전형적인 하드-조직 실시예에서, 상기 타겟 쪽으로(onto the target) 및/또는 프로젝트된 고리 모양의 빔의 두께는 대략 ½ mm가 될 수 있다(이를 테면, 상기 고리는 대략 ½ mm 두께가 될 수 있다.).
여기서, 상기 타겟 쪽으로 및/또는 프로젝트된 고리 모양의 빔은 대략 1 mm 의 외부 직경 및 대략 ½ mm 의 내부(이를 테면, 적거나(less) 다르게(differently) 방출된, 또는 비 방출된(non-radiated)) 직경을 가질 수 있다.
다른 방법에서, 상기 고리 모양의 빔은 대략 a mm 의 외부 직경을 포함하고, 비 조사되는 것(non-irradiated)을 포함할 수 있으며, 집중적으로-배치된 중앙 영역은 대략 ½ mm의 직경을 포함한다.
재질 팁(material tip)은 트리트먼트 에너지(treatment energy)의 프로젝트된 빔의 가운데(middle)에서(이를 테면, 센터(center)에서) 제공된다. 상기 재질 팁은 앞쪽의 아래 셋에 포함된 이유 때문에(for reasons including those set forth below) 상기 레이저 장치(이를 테면, 핸드피스(handpiece))의 말단으로(distally) 이미팅 단(emitting end)에서 돌출되어(protrude) 형성될 수 있다.
우선, 상기 팁의 돌출부의 크기는 타겟에서 최대 파워을 제공하거나 또는 기타 미리 결정된 조건 또는 아래의 설명과 같은 효과로부터 상기 핸드 피스의 상기 이미팅 단 공간으로 설정될 수 있다.
어쨌든(In any event), 상기 재질 팁은 선택된 모양(selected shapes), 어플리케이션(applications), 에너지 프로파일(energy profiles) 등에 따라 상기 핸드 피스의 파장(들)(wavelength(s))에 통과하는(transparent) 재질로 형성될 수 있거나 아닐 수도 있다(or not).
전형적으로, 하지만 꼭 그렇지 않은(but not necessarily), 상기 재질 팁은 상기 빔(이를 테면, 프로젝트된 이미지(projected image))의 방사선-프리 센터 (radiation-free center)에 배치되며, 따라서 통과할 수 없는(non-transparent) 물질로 형성될 수 있다(하지만 필요하지 않음(but need not)).
또한, 전형적으로, 하지만 제한의 방법에 의하여, 상기 재질 팁은 이를 테면 사용자(이를 테면, 사용자가 상기 타겟에 대하여 상기 이미팅 단의 위치를 더 잘 식별하도록 허용하기 위한) 및 브레이킹-업(breaking-up) 레이저를 쬔 조직(lased tissue) 또는 레이저를 쬔 조직(lased tissue)의 중앙에서 조직의 아이슬랜드(island of tissue)의 수단(means)에게 적어도 하나의 촉각 피드백(tactile feedback)을 제공하기 위해, 타겟-컨택팅 도구(target-contacting implement)로 설계되고 사용된다.
재질 팁은 튜브(tube) 또는 원통형의(cylindrical) 모양 또는 테이퍼 (tapered) 될 수 있는 캐뉼라(cannula)의 모양이 될 수 있다(에테르 방식(ether way): 직경을 감소하기 위한 테이퍼 다운(tapered down) 또는 직경을 증가하기 위한 테이퍼 업(tapered up)).
이러한 튜브는 레이저 방사선을 위해 투명(transparent)해야 하고, 하나 또는 두 개의 단들에서 두 개의 단(both ends)에서 열거나 또는 닫을 수 있다. 닫힌 캐뉼라(closed cannula)의 경우, 조직에 물 또는 기타 액체(other liquid)의 공급(delivery), 혈액의 흡입, 기타 액체 또는 제품에 의한 애블래이션(ablation by-products) 또는 닫힌 공간에서 구동될 경우 타겟 조직에 부착되기 위한 진공 생성(creating vacuum)과 같은 중앙 구멍(orifice)을 통해 도입(introduced)되는 추가적인 기능이 있다.
본 발명에 따른 전자기 방사선의 고 파워 소스는 리플렉터(reflector)에서 떨어진 하나 또는 그 이상의 이미팅(emitting), 리플렉팅(reflecting) 또는 채널링(channeling)에 의한 소스 출력 방사선(source outputting radiation)의 원인 또는 결과(causing or resulting)인 구동 에너지(driving energy)를 제공하는 하나 또는 그 이상의 방사선 소스(radiation sources)로 형성되고, 실제로(actually) 형성되는 측벽(sidewalls)과 내부(interior)를 가지고 있다.
하우징에 의해 형성된 내부 구현(implementations)에 따르면, 상기 하우징은 이를 테면, 상기 하우징이 리플렉터(reflector), 펌프-챔버(pump chamber), 하나 또는 그 이상의 자극(stimulation) 및/또는 이득 미디엄(gain medium)이 존재하는(being) 목적을 적어도 부분적으로(partially) 달성하기(fulfill) 위해 운영될 수 있는 것을 의미하는 다목적 하우징을 포함한다.
또 다른 구현(another implementation)에 있어서, 상기 다목적 하우징은 리플렉터(reflector) 및 방사선 소스(radiation source)로 구동할 수 있다.
상기 다목적 하우징은 상기 소스 또는 소스들(이를 테면, 자극 소스들)에 의해 이미팅되는 전자-마그네틱 방사선(electro-magnetic radiation)에 매우 투명한(highly transparent material) 재질로 만들어지고, 높은 열 전도도(thermal conductivity) 및 방열판(heat sink)을 제공한다(c.f. 아래).
리플렉터(reflector)의 목적으로, 하나 또는 그 이상의 상기 소스들의 리플렉팅 파장들(reflecting wavelengths)을 위한 리플렉터의 구조는 다목적 하우징의 외부 측벽(exterior sidewall)과 직접 컨택되어(direct contact) 형성될 수 있다.
전형적인 구현에 있어서, 상기 소스는 리플렉터 조명기 하이브리드 모노블록(reflector illuminator hybrid monoblock) 및/또는 특정 실시예들 0.1-10W에 따르는 것과 같은(such as according to certain embodiments 0.1-10 W), 평균 파워가 0.1 내지 100W인 출력 에너지를 포함한다.
따라서, 비록 본 발명은 매우 큰 출력 파워에 국한되지 않지만, 본 발명의 특징은 소스가 비교적 큰 파워를 출력할 수 있다는 것이다.
한 측면에서, 전자-마그네틱 방사선의 고 파워 소스는 적어도 광 소스(light source)를 형성하는 물질로 가득한 내부를 포함하고, 레이저 로드에 광 여기(light excitation)를 제공하기 위해 광 소스들(light sources)에 의해 둘러싸인 레이저 로드로 인벨롭(envelope)할 수 있는(선택적인(optionally)) 리플렉터(reflector)를 더 포함하는 다목적 하우징을 갖는다.
본 발명에 따른 전자기 에너지 방열(이를 테면, 레이저에 국한되지 않으며, 고체 레이저와 같은 레이저) 시스템(electromagnetic energy radiating system)은 전자기 에너지(이를 테면, 코히런트 광(coherent light))를 출력하기 위한 이득 미디엄(gain medium)(이를 테면, 레이저 로드) 및 상기 이득 미디엄이 에너지를 출력하기 위한 원인이 되는 상기 이득 미디엄을 향하여(toward) 이미팅(emitting) 구동(driving)(이를 테면, 펌핑(pumping)) 에너지를 위해 그것에 근접하여 배치된(disposed in proximity thereto) 하나 또는 그 이상의 자극 소스들(이를 태면, 플래시램프들(flashlamps) 및/또는 다이오드들)을 포함한다.
여기서 상기 자극 소스들(stimulation sources)로 사용되는 경우의 플래시램프들은 플래시램프 전류(flashlamp currents)에 의해 구동된다. 상기 플래시램프 전류는, 차례로(in turn) 상기 이득 미디엄(이를 테면, 레이저 로드)으로 모두 직접(both directly) 연관되고 리플렉터의 지원에 의한 상기 구동 에너지(driving energy)의 생산(produce)과 방출(emit)을 통해 플래시램프를 구동한다.
자극 소스들에 의해 생성된 및 상기 리플렉터에 의해 수정된/유도된(modified/directed) 것과 같은 상기 구동 에너지 방출(이를 테면, 광 분산(distributions))은 상기 출력 에너지(output energy)(이를 테면, 코히런트 광(coherent light))를 생산하는 상기 이득 미디엄을 구동한다.
상기 이득 미디엄 및 자극 소스들은 이를 테면 상기 이득 미디엄을 향하여(toward) 상기 자극 소스들에서 방출되는 상기 구동 에너지를 유도하는 챔버의 형태를 취할 수 있는(can take the form of a chamber)(이를 테면, 펌프 챔버 리플렉터) 상기 리플렉터 내에(within) 배치된다.
상기 리플렉터는 하나 또는 그 이상의 확산(diffuse)(이를 테면, 에너지 분포가 매우 균일한 세라믹 구조(ceramic construct)) 및 스페큘러(specular)(이를 테면, 높은 효율성과 적은 균일의 반사 코팅(reflective coating)) 구조, 프로퍼티(property) 및/또는 기능(function)을 포함할 수 있다.
구동 에너지가 상기 자극 소스들로부터(from the stimulation sources) 상기 이득 미디엄으로(into the gain medium) 연관되기 위하여 추가적으로, 상기 리플렉터는 하나 또는 그 이상의 상기 이득 미디엄 및 상기 자극 소스들에게 선택적으로(optionally) 냉각(cooling)을 제공하는 것을 더 할 수 있다.
본 발명의 기능에 따르면, 상기 리플렉터는 액체가 아닌(non-liquid)(이를 테면, 기체(gas)) 냉각 유체와 같지만 이에 국한되지 않는 유체를 하나 또는 그 이상의 상기 이득 미디엄 및 상기 자극 소스들에게 제공하기 위한 냉각 구조를 포함한다.
상기 냉각은 궁극적으로(ultimately), 액체 냉각 방열판에 결합되어, 고체 물질(solid materials)을 통해 대류(convection)의 방법이 될 수 있다(상기 리플렉터와 연관되어 외부 배치된 방열판).
본 발명의 특징은 상기 이득 미디엄과 연관된 병렬 방식(parallel fashion)으로 상기 자극 소스를 배치함으로써 왜곡을 감소하는 것을 추구한다. 그럼에도 불구하고, 열 경사도(thermal gradient)를 따라 또는 열(transverse)에서 상기 이득 미디엄의 축(axis)까지와 같은, 범위 내에서 열 왜곡(thermal distortion)은 여전히 존재한다(이를 테면, 상기 이득 미디엄에서 내부 스트레스를 생성, 짧은 라이프타임, 및/또는 효율성 감소).
본 발명의 추가 특징은 상기 이득 미디엄의 반대 단에 병렬 방식으로 복수의(plurality)(이를 테면, 두 개) 자극 소스들을 배치함으로써 왜곡을 감소하는 것을 추구한다.
따라서, 특히 기체 냉각의 모범적인 맥락에서, 큰 자극(이를 테면, 펌핑)은 적은 열 왜곡(상기 이득 미디엄으로 커브하여(curving of the gain medium))으로 수행된다.
본 발명의 다른 특징은 높은 열 전도도(thermal conductivity) (이를 테면, 공기의 열 전도도 보다 큰)를 가지고 있는 재질(material)(이를 테면, 기체가 아닌)의 상기 리플렉터의 내부 볼륨(interior volume)을 형성하는 것을 포함하고, 상기 자극 소스들의 상기 구동 에너지의 파장(들)에 통과한다(transparent).
상기 재질은 공기보다 큰, 이를 테면 사파이어(sapphire)와 같은 열 전도도를 가질 수 있다. 대략 25°C 의 온도에서 공기의 상기 열 전도도는 대략 0.024 W/m°C 이고, 사파이어의 열 전도도는 대략 23.0 W/m°C 이다.
본 발명에 사용하기 위해 특정 적합성이 있는 것으로 참조용으로 제공하는 몇 가지 다른 재질들은, 동일한 온도에서 열 전도도가 각각 대략 0.03, 0.04, 1.05, 1.7 내지 4인 플라스틱, 유리섬유(fiberglass), 유리 및 화강암(granite)이 발포된다(are foamed).
현재 발명의 양상은 적어도 공기(이를 테면, 만약 공기는 0.024이면, 상기 열 전도도는 대략 0.036이 되어야 함) 보다 대략 50% 더 큰 열 전도도보다 크거나 또는 더 큰, 또는 더 되록이면, 0.03 W/m°C 또는 0.04 W/m°C 또는 더 오히려 대략 1.0 W/m°C 보다 큰, 또는 훨씬 더 되도록이면 대략 4.0 W/m°C 보다 큰 열 전도도(25°C 에서 측정된)를 갖는 재질로 상기 리플렉터의 내부 볼륨(interior volume)을 형성할 수 있다.
전형적인 실시예에 따르면, 상기 리플렉터의 상기 내부는 기체 대신에, 단단하거나 또는 젤리 같으며, 및/또는 전형적으로 자극 소스의 게이싱 재질(casing material)로 사용되는 자극 소스 인케이싱 재질(encasing material)로 가득하다.
본 발명의 한 측면은 자극 소스 인케이싱(encasing) 재질, 또는 기능적 비유(functional analogy) 또는 상기 자극 소스들의 인케이싱 재질에 컨택되는(contacts) 것에 상응하는 상기 리플렉터의 내부를 형성한다.
일측에 따르면, 상기 자극 소스(들) 및 상기 리플렉터의 내부 사이에 격차(gaps)가(이를 테면, 채널들 및/또는 유체 통로(fluid passages)가 없음) 존재하지(배치되거나(disposed) 또는 형성된다(formed)) 않는다.
본 발명의 다른 측면은 상기 자극 소스의 상기 인케이싱 재질의 상기 리플렉터의 내부는 완전하게(integrally) 형성된다(forms). 발명의 또 다른 면은 하나 또는 그 이상의 상기 자극 소스들로 동일한 재질과 함께(이를 테면, 의(of) 또는 로서(as)) 상기 리플렉터의 상기 내부는 완전하게 형성되며, 상기 자극 소스들의 부분들(이를 테면, 외부 표면(outer surfaces))은 상기 리플렉터의 상기 내부에 실제로(actually) 형성되는 것으로 간주 될 수 있다.
다시 말해서, 상기 리플렉터의 상기 내부는 상기 자극 소스들로(이를 테면, 상기 자극 소스들의 상기 외부 표면들) 실제 형성으로(이를 테면, 이루다(make up), 또는 정의하다(define)) 간주 될 수 있다.
따라서, 인케이싱 재질과 같은 재질(이를 테면, 높은 열 전도도 및/또는 상기 구동 에너지의 파장에 대한 광학적으로(optically) 투명성(transparency)을 갖는 단단한 재질(solid material))은 상기 리플렉터(이를 테면, 상기 펌핑 챔버)의 상기 내부(이를 테면, 상기 내부 측벽)로 정의(이를 테면, 형성하다(form)) 될 수 있으며, 또한 하나 또는 그 이상의 상기 자극 소스들의 상기 외부 표면들로 정의(이를 테면, 형성하다(form))될 수 있다.
도면을 보다 특히 참고하면, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 리플렉터의 사이드 크로스-단면을 나타내고, 도 8은 상기 동일한 리플렉터의 단 크로스 단면을 나타낸다.
마지막으로 언급한 부분(이를 테면, 합쳐진 형태의(of integral formation))의 특정 구현(implementation)은 상기 자극 소스 인케이싱(encasings)의 밖으로(out of) 상기 리플렉터의 상기 내부로(the interior) 형성한다.
마찬가지로 그림에 묘사된 것과 같이, 상기 리플렉터의 재질은 상기 내부의 그것(thereof)을 채우기 위해 확장될 수 있으며, 나아가, 상기 자극 소스들(이를 테면, 실제로 만들어지고/형성되는 상기 자극 소스들, 상기 리플렉터 안으로(into) 삽입되지 않아도 오히려, 양극/음극/활성(anode/cathode/active) 미디어는 상기 재질에 의해 형성되는 캐비티(cavities)의 안으로(into) 삽입되는 것이 필요하다.)의 상기 캐비티들(이를 테면, 루멘(lumens))를 정의하는 내부 표면 및 상기 리플렉터의 상기 외부 표면으로 정의되는 외부 표면을 가질 수 있다.
전형적인 실시예들에서, 상기 재질(이를 테면, 인케이싱(encasing) 재질)은 상기 자극 소스들의 파장(들)에 대한 광학적으로 투명한(transparent) 재질을 포함하며, 및/또는 높은 열(heat) 전도도를 갖는다(이를 테면, 적어도 공기 보다 큰). 모범적인 구현(implementations)에 따르면, 상기 자극 소스들은 플래시램프들(이를 테면, 도 7의 램프1 및 램프 2)을 포함하고, 및/또는 상기 인케이싱 재질은 사파이어(sapphire)를 포함한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제1 플래시램프/리플렉터의 구조의 단 크로스-단면을 나타내며, 도 10은 다른 실시예에 따른 제2 플래시램프/리플렉터의 단 크로스-단면을 나타낸다.
여기서, 상기 리플렉터의 상기 내부는 상기 자극 소스 인케이싱들의 밖으로 형성되고, 상기 자극 소스들의 인케이싱들은 상기 리플렉터의 내부를 채우도록 확장된다.
본 발명의 이러한 측면에 따라서, 하나 또는 그 이상의 상기 자극 소스와 같은 동일한 재질과 함께 상기 리플렉터의 합쳐진 형태(integral formation)는 컴베트하고(may combat), 이러한 열 경사도를 따라 또는 자극 소스 축의 열과 같은(such as from a thermal gradient along or transverse to an axis of the stimulation source), 열 왜곡 감소 또는 안정화는 특정 상황 또는 운영 조건 하에서 존재할 수 있다. 이러한 배열의 결과로서, 큰 자극은 기체(gas) 냉각의 모범적인 맥락으로 구현할 수 있다.
도 9 및 도 10에서, 상기 자극 소스들의 인케이싱(encasings)의 맥락에 따라 상기 리플렉터에서 형성하도록 확장되는데, 각 자극 소스의 각 인케이싱은 상기 리플렉터의 절반(half)을 형성하도록 확장한다.
도 9 및 도 10의 두 개의 반쪽(halves)은 리플렉터를 형성하기 위한 첨단 기술에서 숙련된 것으로 간주되는 어떤 수단(any means)을 사용하여 함께 확보될 수 있다.
예를 들면, 상기 두 개의 반쪽은 이 공개의 보기에서 첨단 기술에 숙련된 것으로 명백한 것으로써, 클램프(clamps), 밴드(bands), 바이스-그립(vice-grip) 구조의 모든 종류, 프레스(press) 또는 프레스핏(press fit), 용접(welding), 본딩(bonding), 풀칠(gluing), 하우징/얼라잉(aligning)/홀딩(holding) 구조의 상호 보완적인 또는 다른 종류, 경첩(hinges), 플랜지(flange) 구조, 및 그것의 조합들(combinations thereof)을 사용하여 보증될(secured) 수 있다.
전형적인 구현에서, 자극 소스들은 상기 반쪽들의 각각으로 상단(upper)과 하단(lower) 반쪽(halves)의 캐비티로(into) 삽입되지 않고, 그것 자체로, 자극 소스의 바디를 형성한다(이를 테면, 그것의 반대 단에 양극 및 음극을 갖는 것, 적당한 가스(suitable gas)(이를 테면, 크세논(Xenon)) 또는 그 안에 다른 자극(other stimulation therein), 적절한 코팅(appropriate coatings), 적당한 크기(suitable dimensions), 등).
게다가 일부(some)(이를 테면, 대안(alternative)) 실시예들에 따르면, 위에 참조된 의 하나 또는 그 이상의 구조(이를 테면, "공기 냉각 챔버(air cooling chamber)," "에어 패스(air path)," "유동관(flow tube)," "공기 유동 튜브(air flow tubes)," 및 "투명 리플렉터 블록(transparent reflector block)"과 같은 유체 또는 공기 냉각 구조/기능들의 하나 또는 그 이상의 것) 하나 또는 그 이상의 자극 소스(들) 및/또는 여기에 설명된 기능 및 구조의 측면으로 어떤 조합에서 전체 또는 일부가 포함될 수 있다.
선택적 이득 미디엄은 이를 테면, 대략 3 내지 4mm의 직경을 갖고, 대략 50 내지 70mm의 길이(length)를 가진 가늘고 긴 원통형 로드(elongated cylindrical rod)의 형태로 제공되는 단단한 재질을 포함할 수 있다.
높은(greater) 냉각을 위해, 상기 원통형 로드는 큰 길이 및/또는 상대적으로 높은 길이 대 직경의 비(length-to-diameter ratio)와 함께 제공된다. 예를 들어, 상기 이득 미디엄은 직경에 대략 2 내지 6 mm의 범위를(ranging) 갖고, 상기 대략 50 내지 70mm의 길이부터 대략 110 내지 130mm에 이르는 정도 까지 사이의 범위일 수 있다. 본 발명에 따른 모범적인 구조(constructions)는 폭이 대략 3 내지 4 mm(이를 테면, 대략 3mm)이며, 길이는 대략 110 내지 115mm일 수 있다.
이러한 공기 냉각의 모범적인 문맥에서와 같이, 이러한 이득 미디임이 길어지는(elongate) 것은, 방열(heat dissipation)의 이점을 제공하면서, 열 왜곡(thermal distortion)에 더 취약할 수 있다.
따라서 잠재적으로(potentially) 중요성을 강화하거나 병렬-배치된 자극 소스들과 같은 복수의 유용성(usefulness of the multiple)은 가까운 길이(lengths close)로 형성되거나(제한(limitation)보다 선호하는 방법에 의해) 또는 상기 이득 미디엄과 매칭(matching)될 수 있다.
그림과 같이, 이득 매체의 길이가 길어지는(elongate) 것은 활성 이온(active ion)으로 도핑된(doped) 결정성(crystalline) 재질과 같은 적당한 활성 재질(suitable active material)을 포함할 수 있다.
하나의 측면에 따르면, 상기 이득 미디엄과 상기 리플렉터의 내부 사이에 격차(gaps)(이를 테면, 채널들 및/또는 유체 통로(fluid passages)가 없음)가 존재하지(예를 들면, 배치되지(disposed) 또는 형성되지(formed)) 않는다.
하지만, 기타 구현들은 상기 이득 미디엄과 상기 리플렉터의 내부 사이에 배치된 또는 형성된 하나 또는 그 이상의 격차(이를 테면, 채널, 격차 및/또는 유체 통로)를 포함한다.
현재 구체화된 것으로, 상기 활성 재질(active material)은 공명기(resonator)에 형성되거나, 또는 공명기의 일부로 형성되거나, 또는 공명기다. 모범적인 구조에서, 상기 공명기는 리플렉팅 요소(reflecting elements)(이를 테면, 거울)의 쌍으로 구현될(예를 들어, 정의될(defined)) 수 있다.
상기 리플렉팅 요소들은 상기 활성 재질의 반대 단에 배치될 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 두 개의 리플렉팅 요소들은 상기 활성 재질의 각 단에 부착되거나(알려진 기술을 사용), 및/또는 코팅으로 형성된(알려진 기술을 사용) 것으로부터 간격을 둘 수 있다.
도 7에 도시된 배열(arrangement)은 상기 리플렉터 내에 부착된 구조로서 형성된 두 개의 리플렉팅 요소들을 포함한다.
도 7에 대한 특정 참조와 함께, 상기 두 개의 리플렉팅 요소들은 상기 활성 재질의 반대 단에 부착되는 것을 나타낸다.
상기 묘사된 어셈블리에 따르면, 각 상기 리플렉팅 요소들은 차례로 상기 활성 재질(이를 테면, Er, Cr:YAGG로 도핑된 유리 로드)에 부착되는(이를 테면, 프레스핏(press fit), 컨택되는(contacted), 및/또는 본딩된(bonded)) 비활성 재질(이를 테면, 도핑되지 않은 YSGG 유리)의 단에 부착되는(이를 테면, 코팅되거나(being coated) 및/또는 위에 형성되어(formed on)) 및/또는 위에 형성되는 방법으로 상기 활성 재질에 결합한다.
다른 구현에서, 상기 활성 재질의 길이 및/또는 상기 비활성 재질의 일부는 다를 수 있다. 예를 들어, 이러한 길이(들)은 상기 리플렉터의 측벽/측면과의 플러시(flush)로 표시한 것처럼 일부분에서 상기 두 개의 리플렉팅 요소들의 배치에 대하여 계속 동일 할 때까지 모든 세 부분(three portions)의 넷 길이(net length)는 다를 수 있다.
다른 구현에서, 상기 두 개의 리플렉팅 요소들은 플러시 하지 않다(not flush).
대안 실시예/구조에서, 하나 또는 그 이상의 상기 리플렉팅 요소들은 상기 활성 재질에서(이를 테면, 코팅과 같은 형태가 아님(not formed as coatings on) 및/또는 전부(wholly) 또는 일부 프리 스탠딩과 관련된(partially free standing relative to)) 분리될 수 있고, 및/또는 상기 공진기(이를 테면, 아직 여전히 활성 재질의 광학 축(optical axis of the active material)을 따라 정렬된(aligned))의 외부에 배치될 수 있다.
다른 실시예들에서, 하나 또는 그 이상의 상기 비활성 재질의 부분의 길이는 영(zero)이며, 및/또는 상기 두 개의 리플렉팅 요소들은 상기 리플렉터의 측면과 함께(with sides of the reflector) 플러시(flush)로 형성된다.
예를 들어, 상기 두 개의 리플렉팅 요소들은 이를 테면, 출력 커플러(output coupler(OC)), 및 하이 리플렉터(high reflector(HR))의 형태인 콜렉터(collector)를 포함한다. 국한되지 않으며 같은 맥락에서와 같은 레이저 실시예들에서, 상기 이득 미디엄이 레이저 로드(laser rod)인 그(이를 테면, 고체 상태(solid state)) 레이저는 활성 상태에 도달하기 위한 레이저 로드의 발생(to cause) 및 상기 플래시램프에서 광(light)에 노출 시(upon exposure) 레이저 이득을 제공을 위해서, 플래시램프로 구성되는 자극 소스들에 의해 펌핑된다(pumped).
상기 OC 및 HR은 높은 반사율(reflectivities)을 포함한다. 전형적인 실시예에서, 상기 OC는 낮은 값부터 높은 값의 반사율 범위를 포함하며, 상기 HR은 거울(이를 테면, 매우 높은 반사율을 갖는)을 포함한다.
특정 구현은 6에서 99%, 또는 70에서 95%, 또는 대략 80%의 범위의 반사율을 갖는 상기 OC, 및 99%, 또는 95% 또는 99.9%의 반사율을 갖는 HR을 포함할 수 있다.
하나 또는 그 이상의 상기 선택적 비활성 재질(들), 상기 리플렉팅 요소(들), 및 상기 활성 재질은 이머시브 미디어(immersive media)(이를 테면, 높은 열 전도성(high thermal conductivity) 및 상기 자극 소스들의 파장(들)에 대한 광학 투명도(optical transparency)를 갖는 접착제(adhesive))와 함께 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 이머시브 미디어는 하나 또는 그 이상의 물(water), 겔(gel)(이를 테면, 점성 글리세린(viscous glycerine)), 및 접착제(이를 테면, 적당한 분말과 함께 로드된(loaded) 폴리메틸 메타크릴산(polymethyl methacrylate))로 구성되고(consist of), 본질적으로 구성되며(consist essentially of), 또는 포함한다(comprise).
일례에서, 상기 이머시브 미디어는 물이다. 또 다른 예에서는, 상기 이머시브 미디어는 상기 이득 미디엄과 상기 리플렉터 내부(이를 테면, 사파이어)의 상기 재질 사이에 배치된다.
상기 리플렉터 내부의 재질은 상기 이득 미디어의 홀딩을 위한(for holding) 루멘(lumen) 또는 캐비티(cavity)로 형성될 수 있다. 이를 테면, 상기 이머시브 미디어는 상기 루멘 또는 상기 이득 미디어에 따른 캐비티 내에(within) 배치된다.
또 다른 예는, 수용성 겔(water-based gel)의 상태인 이머시브 미디어는 상기 자극 소스들의 파장(들)에 대해 광학적으로 투명하며(optically transparent), 상기 이득 미디엄과 상기 리플렉터의 내부 재질 사이에 배치된 높은 열 전도도(heat conductivity) (이를 테면, 공기보다는 더 큰)를 갖는 것을 포함한다.
상기 리플렉터의 외부(이를 테면, 사파이어)는 상기 자극 소스로부터 상기 구동 에너지(예를 들어, 펌프 광(pump light))의 반사율을 향상하기 위해 코팅된(예를 들어, 높은-반사율 재질로) 표면(이를 테면, 높은 광택 표면들)들을 포함한다. 상기 리플렉터는 일반적으로 높은 에너지 전달 효율(energy-transfer efficiency)의 적합한 제공을 위해 잘 정의된 모양을 가지고 형성된다.
리플렉터의 외부 직경(outer diameter(OD)) 값의 비제한 범위(non-limiting range)는 대략 12 mm에서 대략 55mm 가 될 수 있고, 리플렉터 값의 모범적인 비제한 범위는 대략 10 mm 내지 150mm의 길이에(bout 10 mm length to 150 mm) 해당된다.
레이저 로드의 형태에서 이득 미디엄의 플래시램프 펌핑의 경우, 상기 플래시램프 에너지(flashlamp energy)는 레이저 로드를 자극하도록(stimulate) 집중되는 방식으로 상기 레이저 로드로 유도된다(directed).
이러한 플래시램프는 이를 테면, 미리 결정된(predetermined) 펄스 형태 및 주파수로 구성된 플래시램프 전류(flashlamp currents)에 의해 구동되어, 에르븀 에너지 시스템(Erbium laser system)을 위한 자극 소스로 사용할 수 있다.
대안의 구현들에서, 상기 리플렉터의 내부는 하나 또는 그 이상의 직렬 또는 병렬 냉각 경로(cooling paths), 유동 튜브를 흡수하는 에너지(energy absorbing flow tubes), 크리스탈(crystal) 및 램프 물 재킷(lamp water jackets), 냉각수 설비, 및 O-고리들(rings)을 포함한다.
전형적으로, 본 발명의 상기 리플렉터는 상기 자극 소스를 둘러싼 타원형(elliptical) 또는 원통형의(cylindrical) 모양을 포함한다.
모범의(이를 테면, 추가적인 및/도는 대안의) 구조에서 상기 리플렉터(이를 테면, 상기 인케이싱 재질의 방사상으로 외부 부분(parts radially exterior to the encasing material)) 일부 또는 전체는, 일부 또는 얼마 동안(in part or in while), 스테인리스(이를 테면, 금, 은, 알루미늄, 스테인리스강, 또는 청동) 또는 비금속(이를 테면, 세라믹 또는 도핑된 유리) 재질의 상기 인케이싱 재질과 조합 또는 조합하지 않은 것을 포함하도록 형성된 원통형으로(cylindrically) 또는 타원형으로(elliptically) 생긴 바디(body)를 포함한다.
특정 수행들에 따르면, 상기 이득 미디엄의 구동을 위한 구동 에너지 분산(driving energy distributions)을 생성(generating)하는 상기 자극 소스들의 목적을 촉진하기 위해(facilitate), 반사 표면들(reflective surfaces)은 앞서 언급한 항목 중에 하나를 포함하고, 및/또는 하나 또는 그 이상의 상기 자극 소스들 및 상기 이득 미디엄과 매우 근접하여 배치된다.
리플렉터라고 불리는 이러한 반사 표면의 구성들은 이를 테면, 상기 리플렉터 내부의 표면에 노출된(exposed) 하나 또는 그 이상의 상기 구동 에너지로 형성될 수 있다.
이득 미디엄의 일부 또는 전부는 상기 리플렉터의 부분으로 형성된다(이를 테면, 완전하게 형성되는). 예를 들어, 상기 이득 미디엄의 인케이싱의 일부 또는 전부는 상기 리플렉터의 부분(이를 테면, 일부분, 또는 고체 내부의 매우 많은/대부분/전체)으로 형성되기 위해 확장될 수 있다.
특정 수행에서, 상기 리플렉터의 내부는 상기 이득 미디엄 인케이싱과 함께(with) 또는 외부로(out of) 형성되며, 상기 이득 미디엄의 인케이싱 및/또는 자극 소스(들)은 상기 리플렉터의 내부를 채울 정도로 확장된다. 다른 구현들에서, 상기 리플렉터의 내부는 하나 또는 그 이상의 상기 자극 소스 인케이싱(들) 및/또는 상기 이득 미디엄 인케이싱 밖으로(out of) 형성된다.
상기 리플렉터의 내부 볼륨(interior volume)은 이를 테면, 자극 파장(들)에 대한 투명성 및 높은 열 전도도를 보유하는 고체(예를 들어, 사파이어)를 포함한다. 따라서 상기 이득 미디엄의 재질은 상기 리플렉터의 내부의 부분/전체를 채우기 위해 확장될 수 있으며, 상기 이득 미디엄(이를 테면, 실제 만들어지는(making)/형성되는(forming) 상기 이득 미디엄, 이득 미디엄이 상기 리플렉터로(into) 삽입되는(inserted) 것 보다는, 그냥(just) HR, OC, 활성 재질, 선택적 비활성 재질 등이 상기 재질에 의해 형성되는 캐비티로(into)/와(with) 삽입되는(inserted)/포함되는(incorporated) 것이 필요하다.)의 캐비티를 정의하는 안쪽 표면을 더 갖고, 상기 리플렉터의 외부 표면을 정의하는 외부 표면을 가질 수 있다.
예를 들어, 하나 또는 그 이상의 상기 두 개의 반사 표면들(이를 테면, HR 및/또는 OC)은 비활성 재질(이를 테면, 도핑되지 않은 YSGG 유리)의 단 위에(over) 형성되는 방법에 의해 활성 재질에 결합된다.
본 발명의 기능은 이를 테면, 금, 은 또는 다른 높은-반사율 재질(이를 테면, 앞서 언급한 항목 중 하나를 포함하여)을 포함하는 높은 반사율 재질과 함께 상기 리플렉터의 외부(이를 테면, 외부(exterior)) 표면 코팅하는(이를 테면, 스프레이, 딥(dip), 페인트(paint), 증착(deposition), 진공(vacuum)에 의한) 것을 포함한다.
전형적인 구조는 상기 높은-반사율 재질로 코팅된 챔버 리플렉터(pump chamber reflector)의 외부(이를 테면, 외부(exterior)) 표면의 전체 또는 실질적으로 전체를 포함한다.
본 발명의 측면에 따르면, 상기 높은-반사율 재질 코팅은 조합 또는 교환으로(in any combination or permutation) 전체 또는 일부에 모든 재질 및/또는 처리를 통해 다목적 하우징(이를 테면, 리플렉터)의 외부 표면에 적용할 수 있고, 이것은 이를 테면, 스패큘러(specular) 펌프 챔버 리플렉터에 높은-반사율 재질의 형성을 위해 사용되는 것으로 알려져 있다.
일례로서, 높은-반사율 재질은 이를 테면, 상기 리플렉터(이를 테면, 펌프 챔버 리플렉터)의 외부 표면 위에(onto) 은(silver)의 진공 증착(vacuum deposition) 또는 전해 도금(vacuum deposition)에 의해 펌프 챔버 리플렉터의 외부 표면에서 형성된다.
다른 실시예들에서, 상기 확산(diffusive) 펌프 챔버 리플렉터는 타원 모양으로 형성된 파이렉스(pyrex), 쿼츠(quartz) 및 언급된 사파이어와 같은 재질을 포함하고, 설명된 대로, 외부 표면은 높은 반사율 재질로 코팅된다.
상기 높은-반사율 재질(이를 테면, 코팅(coating))은 대략 10nm 내지 대략 10,000nm의 범위 내의 두께를 갖고, 특정 예제에서, 대략 1000nm의 두께를 갖는다. 일실시예에 따르면, 균일한 코팅 두께는 상기 전체 다목적 하우징, 챔버 또는 캐비티(이를 테면, 튜브) 외부 표면 위에서(over) 제공된다.
높은-반사율 재질과 함께 상기 외부 표면의 코팅을 따라, 보호 레이어(protective layer)는 상기 높은-반사율 재질 위에 형성된다. 예를 들어, 많은 예제들의 하나로서(as just one of many examples), 상기 보호 레이어는 이산화 규소(silicon dioxide) 레이어로 대략 1 미크론(micron)의 두께로 형성된 녹 방지 재질(anti-corrosive material)을 포함한다.
유체(이를 테면, 공기)는 냉각을 제공하기 위해 상기 리플렉터 위로(over) 및/또는 주위로(around) 순환된다. 하나의 기능을 따르면, 유체의 순환(이를 테면, 기체)은 이를 테면, 기체 흡입구(gas intake)에서 그것의(thereof) 예비-냉각(pre-cooling)을 포함한다.
어셈블리는 가열되는 기체(gas)에 대해 큰 온도 범위를 갖고, 따라서 상기 요소들에서 더 많은 열 파워를 (remove). 핵심(key)은 효율성을 최적화할 수 있는 것이다. 유체(이를 테면, 공기) 냉각을 갖는 것에서 얻는 모든 장점은 손실되지 않고(not lost)(이를 테면, 냉각 시스템의 복잡성, 비용 및 크기) 오히려 혼합된다(compounded).
본 발명의 기능에 따르면, 방열판(heat sink)은 상기 리플렉터의 외부(exterior)에 배치되거나, 또는 별도로 결합된다. 예를 들어, 상기 높은-반사율 재질의 배치(placement)를 따라 및/또는 상기 보호 레이어의 코팅을 따라 상기 리플렉터의 외부(exposed)/외부(outside) 표면의 부분 또는 전체(part or all)에 형성된다.
현재 구현으로, 상기 방열판은 "탄소 거품(carbon foam)"이라고 불리는(referred to as) 재질을 포함할 수 있다. 이 재질은 가공되고(machined), 시행될(enforced) 수 있으며, 아직은 물 내의(within) 알루미늄 포일(aluminum foils) 보다 공기에서 열 교환(heat-exchanging) 능력을 더 갖는다.
상기 재질의 예는, 텍사스, 디케이터의 Poco Graphite, Inc에 의한 POCOFoam®이다. 상기 탄소 폼 공기 흐름의 시행은 (애리조나에 있는 붉은 바위처럼)통하여 불 경우(blowing through), 해당 재질은 침식하지 않는다(does not erode). 구현(Enforcement)은 상기 탄소 거품(이를 테면, 대략 70%의 다공성(porous)이 될 수 있는)의 상기 표면 지역 위에 세라믹 필름의 침전물(depositing) 몇 옹스트롱(few angstroms)을 포함한다.
상기 탄소 거품(여기에 참조된)에 대한 정보는 http://www.ornl.gov/info/ornlreview/v33_3_00/foam.htm 및 http://www.ms.ornl.gov/researchgroups/CMT/FOAM/foams.htm에서 얻을 수 있다. 상기 방열판은 도 8에 도시된 것과 같은 립들(ribs)을 포함하며, 방열판의 첨단 기술로 이러한 전문가들에게 잘 알려져 있다.
그러므로, 공기는 냉각을 위해 융기된 부분 및 상기 방열판의 채널들 위로(over), 주위로(around) 및 통하여(through) 순환할 수 있다. 상기 방열판의 한 측면은 냉각을 생성하기 위해 열-전기 냉각 장치(Thermo-Electric Cooling device)의 차가운 판(cold plate)에 장착될 수 있다.
특정 구현에 따르면, 상기 리플렉터에 의해 생성된 레이저 에너지는 파워 또는 트리드먼트 섬유의 출력(treatment fiber)이고, 이를 테면, 목표 표면(이를 테면, 하나 또는 그 이상의 이빨, 뼈 연골 및 소프트 조직) 위에 핸드피스의 유체 출력으로부터 방출되는 유체(이를 테면, 핸드피스의 출력단 근처의 물 연결(water connection) 및/또는 스프레이 연결(spray connection)에서 공기 및/또는 물 스프레이 또는 유체 입자의 분무 분포(atomized distribution))로 유도된다(directed).
이것은 핸드 피스(handpiece)의 유체 출력에서 방출된다. 상기 유체 출력은 이를 테면, 특허출원 제11/042,824호 및 임시 특허 제60/601,415호에서 설명된 것처럼, 집중적으로 파워 섬유(power fiber) 주위로(around) 정렬된(arranged) 복수의 유체 출력들을 포함한다.
상기 파워 또는 트리트먼트 섬유는 대략 2.69에서 대략 2.80 미크론(microns)의 범위 내의 하나 또는 그 이상의 파장 및 대략 2.94 미크론(microns)의 파장으로 구성되는 전자기 에너지 소스로 결합될 수 있다.
특정 구현에서 상기 파워 섬유는 하나 또는 그 이상의 Er:YAG 레이저, Er:YSGG 레이저, Er, Cr:YSGG 레이저 및 CTE:YAG 레이저에 결합될 수 있고, 특정 인스턴스(instances)에서 대략 2.789 미크론의 파장을 갖는 하나의 Er, Cr:YSGG 고체 상태 레이저 및 대략 2.940 미크론의 파장을 갖는 Er:YAG 고체 상태 레이저와 결합될 수 있다.
타겟 표면 위에서 유체 입자(fluid particles)의 분무 분포(atomized distribution)로 전자기 에너지의 이동을 위한 해당 구조를 포함하는 장치는 아래 참조된 타겟 표면에 파괴적인 힘을 적용하기 위한 유체 입자로 레이저 에너지의 임퍼테이션(the impartation of laser energy into fluid particles to thereby apply disruptive forces to the target surface)을 설명한 특허 제5,574,247호에서 공개된다.
도 11 내지 도 18은 본 발명의 측면을 더 나타낸다.
여기에 공개된 방식으로, 설명된 레이저는 진단하고(diagnose), 감시하고(monitor) 및/또는 타겟 표면에 영향을 미치는데(affect) 유용한 전자기 방사선(electromagnetic radiation)을 출력할 수 있다.
섬유 광 팁 방사선(fiber optic tip radiation)을 사용하는 절차의 경우에서, 프로브(probe)는 커낼(canal) 내(within)와 같은 치과 구조(dental structure) 치료(treating)(이를 테면, 제거하는(ablating))를 위하여 트리트먼트 방사선을 타겟 표면에 송신하기 위한 하나 또는 그 이상의 파워 또는 트리트먼트 섬유를 포함한다.
여기에 언급된 실시예들 중에서, 조명 및/또는 진단을 위한 광은 동시에(simultaneously), 또는 일시적으로(intermittently) 또는 별도의 형태로(separate from), 트리트먼트 방사선 및/또는 유체 출력 또는 출력들에서의 유체 송신(transmission)과 함께 송신될 수 있다.
Biolase Technology, Inc에 할당된 다음의 특허에서 묘사된 해당 또는 관련 구조 및 방법은 그들의 전체에서 여기로 참조된다. 이러한 결합은 다음의 특허에서 전체적으로 또는 부분적으로, 해당 또는 관련 구조(그리고, 그것의 수정(modifications thereof)), (1) 실시 가능한 (2) 실시 가능한 것으로 첨단 기술에 숙련된 것에 의해 수정된 (3) 상기 특허들 또는 아래의 출원들의 공개에 따라 본 발명의 어떤 부분(들)과 함께 또는 결합하여 구현/사용 및 첨단 기술에 숙련된 것의 지식과 판단을 포함한다.
이러한 특허들은, "촉각 피드백 팁 페룰(ferrule)을 갖는 콘트라 앵글(Contra-angle) 회전 핸드피스"라는 제목의 특허 7,578,622호, "섬유 팁 감지기(Fiber tip detector) 장치 및 관련 방법"이라는 제목의 특허 7,575,381호, "일루미네이션(illumination) 및 레이저 출력을 갖는 핸드피스"라는 제목의 특허 7,563,226호, "전자기 방사선 방출 칫솔(toothbrush)과 치약(dentifrice) 시스템"이라는 제목의 특허 7,467,946호, "촉각 피드백 팁 페룰을 갖는 콘트라 앵글 회전 핸드피스"라는 제목의 특허 7,461,982호, "눈 상태(eye conditions)를 치료하기 위한(for treating) 방법"이라는 제목의 특허 7,461,658호, "눈 상태를 치료하기 위한 방법"이라는 제목의 특허 7,458,380호, "섬유 팁 유체 출력 장치(Fiber tip fluid output device)"라는 제목의 특허 7,424,199호, "수정된 출력 광섬유 팁(Modified-output fiber optic tips)"이라는 제목의 특허 7,421,186호, "전자기로 유도된 기계 커팅(induced mechanical cutting)을 위한 전자기 에너지 배포판(distributions)"이라는 제목의 특허 7,415,050호, "타겟 표면으로 트리트먼트 전자기 방사선을 딜리버링하기 위한(for delivering) 테이퍼 융합 도파관(Tapered fused waveguide)"이라는 제목의 특허 7,384,419호, "섬유 감지기(Fiber detector) 장치 및 관련 방법"이라는 제목의 특허 7,356,208호, "유체 및 레이저 시스템"이라는 제목의 특허 7,320,594호, "여기 및 반환 펄스(excitation and return pulses) 사이의 타이밍 차이를 이용한 카리에스 검출(Caries detection)"이라는 제목의 특허 7,303,397호, "촉각 피드백 팁 페룰을 갖는 콘트라 앵글 회전 핸드피스"라는 제목의 특허 7,292,759호, "섬유 팁 검출기(Fiber tip detector) 장치 및 관련 방법"이라는 제목의 특허 7,290,940호, "고효율, 사이드 펌핑 다이오드 레이저 시스템"이라는 제목의 특허 7,288,086호, "공간적으로 지배 가능한 출력 에너지 분산(spatially controllable output energy distributions)과 방사선 방출 장치"라는 제목의 특허 7,270,657호, "전자기 방사선 방출 칫솔과 치약 시스템"이라는 제목의 특허 7,261,558호, "섬유 감지기 장치 및 관련 방법"이라는 제목의 특허 7,194,180호, "유체 팁 출력 장치"라는 제목의 특허 7,187,822호, "치과 치료와 미백을 위한 장치"라는 제목의 특허 7,144,249호, "전자기로 유도된 기계 커팅을 위한 전자기 에너지 배포판"이라는 제목의 특허 7,108,693호, "섬유 감지기 장치 및 관련 방법"이라는 제목의 특허 7,068,912호, "공간적으로 지배 가능한 출력 에너지 분산과 방사선 방출 장치"라는 제목의 특허 6,942,658호, "섬유 감지기 장치 및 관련 방법"이라는 제목의 특허 6,829,427호, "전자기로 유도된 커팅을 위한 전자기 에너지 배포판"이라는 제목의 특허 6,821,272호, "열 렌징(thermal lensing)의 감소를 위한 장치"라는 제목의 특허 6,744,790호, "조직 제거기(Tissue remover) 및 방법"이라는 제목의 특허 6,669,685호, "전자기 방사선 방출 칫솔과 치약 시스템"이라는 제목의 특허 6,616,451호, "치과 치료와 미백을 위한 장치"라는 제목의 특허 6,616,447호, "전자기로 유도된 커팅을 위해 분무 입자를 사용하는 방법"이라는 제목의 특허 6,610,053호, "섬유 팁 유체 출력 장치"라는 제목의 특허 6,567,582호, "유체 조절(Fluid conditioning) 시스템"이라는 제목의 특허 6,561,803호, "피부과의 어플리케이션(dermatological applications)을 위한 분무 유체 입자와 전자기로(Electromagnetically) 유도된 커팅"이라는 제목의 특허 6,544,256호, "광 활성 헤어 트리트먼트 및 제어 장치"라는 제목의 특허 6,533,775호, "회전 핸드피스"라는 제목의 특허 6,389,193호, "유체 조절 시스템"이라는 제목의 특허 6,350,123호, "전자기로 유도된 기계 커팅을 위한 전자기 에너지 배포판"이라는 제목의 특허 6,288,499호, "조직 제거기 및 방법"이라는 제목의 특허 6,254,597호, "물질 제거기 및 방법(Material remover and method)"이라는 제목의 특허 6,231,567호, "레이저 방사를 이용하는(employing) 치과 및 의료 절차(procedures)"라는 제목의 특허 6,086,367호, "전자기로 유도된 커팅을 위한 분무 입자의 사용자 프로그래밍 조합(User programmable combination)"이라는 제목의 특허 5,968,037호, "사용자 프로그램 가능한 조합(User programmable combination)"이라는 제목의 특허 5,785,521호, 및 "전자기로 유도된 커팅을 위한 분무 유동 입자"라는 제목의 특허 5,741,247호를 포함하고, 이에 국한되지는 않는다.
또한 공개 위의 참조된 항목, 및 참조된 페이지에서 설명된 것들은 그 안에 참조된 다음의 게시된 명세서들(applications) 및 항목에서 설명된 전체 또는 일부에서 해당 또는 관련 구조 및 방법으로 전체 또는 일부의 실행을 위해 실시 가능한 것 또는 수정이 가능할 수 있게 하려는 의도이며, 참조된 명세서들(applications)은 다음과 같다.
"전자기 방사선 방출 칫솔 및 투명한(transparent) 치약 시스템"이라는 제목의 출원공개 20090035717호, "전자기 방사선 방출 칫솔 시스템에서 사용하기 위한 투명한 치약"이라는 제목의 출원공개 20090031515호, "전자기 에너지 출력 시스템을 제어하기 위한 방법 및 장치"라는 제목의 출원공개 20080276192호, "공간적으로 지배 가능한 출력 에너지 배포판과 방사선 방출"이라는 제목의 출원공개 20080240172호, "다중 섬유형 조직 트리트먼트 장치 및 관련 방법"이라는 제목의 출원공개 20080221558호, "듀얼 펄스 폭 의학용 레이저"라는 제목의 출원공개 20080212624호, "전자기로 유도된 기계 커팅을 위한 전자기 에너지 배포판"이라는 제목의 출원공개 20080157690호, "전자기로 유도된 기계 커팅을 위한 전자기 에너지 배포판"이라는 제목의 출원공개 20080151953호, "레이저 터널링을 통해 원시(hyperopia) 및 노안(presbyopia)을 치료하기 위한 방법"이라는 제목의 출원공개 20080125677호, "레이저 터널링을 통해 원시 및 노안을 치료하기 위한 방법"이라는 제목의 출원공개 20080125676호, "눈 상태(eye conditions)를 치료하기 위한 방법"이라는 제목의 출원공개 20080097418호, "눈 상태를 치료하기 위한 방법"이라는 제목의 출원공개 20080097417호, "눈 상태를 치료하기 위한 방법"이라는 제목의 출원공개 20080097416호, "여기 및 반환 사이의 타이밍 차이를 사용하는 카리에스 검출"이라는 제목의 출원공개 2008007018호, "고효율 사이드 펌핑 다이오드 레이저 시스템"이라는 제목의 출원공개 20080065057호, "눈 상태를 치료하기 위한 방법"이라는 제목의 출원공개 20080065055호, "레이저 터널링을 통해 원시 및 노안을 치료하기 위한 방법"이라는 제목의 출원공개 20080065054호, "눈 상태를 치료하기 위한 방법"이라는 제목의 출원공개 20080065053호, "고효율 전자기 레이저 에너지 커팅 장치"라는 제목의 출원공개 20080033411호, "눈 상태를 치료하기 위한 방법"이라는 제목의 출원공개 20080033409호, "눈 상태를 치료하기 위한 방법"이라는 제목의 출원공개 20080033407호, "섬유 팁 감지기 장치 및 관련 방법"이라는 제목의 출원공개 20080025675호, "촉각 피드백 팁 페룰을 갖는 콘트라 앵글 회전 핸드피스"라는 제목의 출원공개 20080025672호, "촉각 피드백 팁 페룰을 갖는 콘트라 앵글 회전 핸드피스"라는 제목의 출원공개 20080025671호, "전자기 방사선 방출 칫솔 및 치약 시스템"이라는 제목의 출원공개 20070298369호, "수정된 출력 광섬유 팁"이라는 제목의 출원공개 20070263975호, "섬유 검출기 장치 및 관련 방법"이라는 제목의 출원공개 20070258693호, "조직 트리트먼트 장치 및 방법"이라는 제목의 출원공개 20070208404호, "촉각 피드백 팁 페룰을 갖는 콘트라 앵글 회전 핸드피스"라는 제목의 출원공개 20070208328호, "유체 조절(conditioning) 시스템"이라는 제목의 출원공개 20070190482호, "실시간 영상 및 다중 여기 주파수를 사용하는 카리에스 검출"이라는 제목의 출원공개 20070184402호, "섬유 팁 유체 출력 장치"라는 제목의 출원공개 20070104419호, "고효율, 사이드 펌프 다이오드 레이저 시스템"이라는 제목의 출원공개 20070060917호, "치과 치료와 미백을 위한 장치"라는 제목의 출원공개 20070059660호, "치과 치료와 미백을 위한 장치"라는 제목의 출원공개 20070054236호 "치과 치료와 미백을 위한 장치"라는 제목의 출원공개 20070054235호, "치과 치료와 미백을 위한 장치"라는 제목의 출원공개 20070054233호, "전자기 에너지 출력 장치에 대한 비주얼 피드백 구현"이라는 제목의 출원공개 20070042315호, "증가된 스팟 크기의 전자기 에너지 방출 장치"라는 제목의 출원공개 20070014517호, "전자기로 유도된 기계 커팅을 위한 전자기 에너지 배포판"이라는 제목의 출원공개 20070014322호, "구강 조직을 치료하기 위한 활성화된 질감 표면(activated textured surfaces)을 갖는 장치"라는 제목의 출원공개 20070009856호, "조직 이미지에 맞춘 조직 커버링 베어링(Tissue coverings bearing customized tissue images)"이라는 제목의 출원공개 20070003604호, "전자기 방사선 방출 칫솔과 치약 시스템"이라는 제목의 출원공개 20060281042호, "촉각 피드백 팁 페룰을 갖는 콘트라 앵글 회전 핸드피스"라는 제목의 출원공개 20060275016호, "전자기로 유도된 지장을 주는(disruptive) 커팅을 위한 전자기 에너지 배포판"이라는 제목의 출원공개 20060241574호, "유체 조절 시스템"이라는 제목의 출원공개 20060240381호, "섬유 검출기 장치 및 관련 방법"이라는 제목의 출원공개 20060210228호, "공간적으로 지배 가능한 출력 에너지 분포와 방사선 방출 장치"라는 제목의 출원공개 20060204203호, "제어된 온도 및 살균한 유체 출력을 갖는 의료 레이저"라는 제목의 출원공개 20060142743호, "여기와 반환 펄스 사이의 타이밍 차이를 사용하는 카리에스 검출"이라는 제목의 출원공개 20060099548호, "전자기로 유도된 기계 커팅을 위한 전자기 에너지 배포판"이라는 제목의 출원공개 20060043903호, "조직 제거기 및 방법"이라는 제목의 출원공개 20050283143호, "유체 조절 시스템"이라는 제목의 출원공개 20050281887호, "수정된 출력 광섬유 팁"이라는 제목의 출원공개 20050281530호, "치과 치료와 미백을 위한 장치"라는 제목의 출원공개 20040106082호, "전자기로 유도된 커팅을 위한 분무 입자를 사용하는 방법"이라는 제목의 출원공개 20040092925호, "전자기 방사선 방출 칫솔 및 치약 시스템"이라는 제목의 출원공개 20040091834호, "조직 제거기 및 방법"이라는 제목의 출원공개 20040068256호, "섬유 팁 유체 출력 장치"라는 제목의 출원공개 20030228094호, "전자기로 유도된 기계 커팅을 위한 전자기 에너지 배포판"이라는 제목의 출원공개 20020149324호, 및 "전자기로 유도된 기계 커팅을 위한 전자기 배포판"이라는 제목의 출원공개 20020014855호.
재질 팁(material tip)에 관하여, 본 발명의 기능은 너무 두껍지 않고, 너무 얇지 않은 유체 입자의 경계 레이어(bounded layer)를 유지할 수 있다.
광섬유 팁(이를 테면, 재질 팁 및/또는 상기 이미팅 단(emitting end))은 유체 입자의 분포에 배치(및/또는 트리트먼트 에너지가 입자 분포에 배치(placing treatment energy into)), 추가적으로 타겟 표면에 매우 근접하여(예를 들어, 2 내지 3 mm) 배치되고, 인시던트(the incident) 트리트먼트(이를 테면, 농축 전자기(concentrated electromagnetic)) 에너지 및 상기 타겟 표면 사이의 유체 입자의 얇은 레이어(thin layer)를 생성한다.
다른 거리(Other distances)는 이를 테면, 선택된 레이저 강도(intensity)와 파장, 선택된 유체(있을 경우), 및 선택된 분무 입자의 분포(있을 경우)에 따라 본 발명의 범위 내에서 가능하다. 전자기로(electromagnetically) 유도된 커터(induced cutter)는 레이저, 마이크로프로세서(microprocessor) 및 사용자 인터페이스(user interface)를 포함한다.
상기 전자기로 유도된 커터는 공기 및/또는 물과 함께 하나 또는 그 이상의 분무 노즐(atomization nozzles)을 공급하기 위한 공기 및/또는 물 소스를 더 포함한다.
실시예에 따라, 하나 또는 그 이상의 재질 팁들(이를 테면, 컨택팅 팔들(contacting arms))은 상기 타겟 표면에 전자기 에너지의 상기 소스의 간격(spacing)의 기능을 제공하는 하나 또는 그 이상의 컨택팅 팔 만큼 긴 형태로 기본적으로(basically) 갖는(taking on) 것이 사용될 수 있다.
이를 테면, 일실시예에서, 하나 또는 그 이상의 컨택팅 팔은 여전히(still) 상기 타겟에서 전자기 에너지의 소스 간격(spacing)의 기능을 제공하는 동시에(while) 실제 타겟 이외의(besides) 페이션트(patient)의 다른 부분(another part) 또는 대상의 주변 부분(another surface)과 같은 다른 표면(another part)에 연결되어 구축될 수 있다.
다른 수정된 실시예들에서, 하나 또는 그 이상의 추가적인 조직 컨택팅 팔들(tissue contacting arms)은 단 하나 외에서 (besides just one) 구현할 수 있다. 이를 테면, 세 개 또는 그 이상의 조직 컨택팅 팔은 예를 들어, 대략 120도(degrees), 240도(degrees), 및 360도(degrees)에서 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 조직 컨택팅 팔들은 적어도 반구형(hemispherical) 인클로저(enclosure)와 같은 부분적인(partial) 인클로저의 부분 및 형태(part of and form)이다.
또 다른 실시예에서, 상기 조직 컨택팅 팔(들)은 적어도 부분적인(partial) 원형(cylindrical), 사각형(rectangular) 또는 다른(other) 인클로저로 형성된다.
상기 인클로저의 컨택팅 표면(이를 테면, 상기 타겟 표면과 연결된 표면)은 상기 타겟 표면을 터치하기(touching) 위한(하나 또는 그 이상의 컨택팅 다리들에 대응하는) 하나 또는 그 이상의 포인트들을 포함하고, 또는 상기 타겟 표면을 터치하기(touching) 위한 원형(circular), 타원형(oval), 사각형 또는 다른 연속적인(continuous) 또는 비연속적인(non-continuous) 둘레(perimeter)를 포함한다.
이를 테면, 상기 컨택팅 팔들은 아래 위가 거꾸로인 스푼과 같은(as that of an upside down spoon) 타원형, 반구형 인클로저를 이루고 있으며, 상기 타원형, 반구형 인클로저의 상기 컨택팅 표면은 타겟 표면을 터치하기 위한 타원형의 모양이나 모서리를 형성한다.
그러므로, 사용되는(in use), 상기 타겟 표면에서 타원형의 모양은 타원형, 반구형 구성(hemispherical configuration)에 의해 둘러싸이게 된다. 여기에 사용된 바와 같이, "반구형(hemispherical)" 용어는 구면의 절반을 정의하기 위한 것이 아니며, 오히려 상기 타겟 표면의 컨택팅을 위한 오프닝(opening)과 함께 어떤 닫힌 표면을 정의하는 것이다.
그러므로, 실시예에서, 상기 반구형 구성은 상기 타겟 표면의 컨택팅을 위해 상기 모서리(rectangular edge)를 형성하고, 상기 인클로저는 이를 테면, 사각 모서리로 전환의 절반 또는 영역(half or a sphere that transitions into the rectangular edge), 또는 사각형 모서리가 있는 조정이 가능한(open ended) 입방체의(cubical) 인클로저와 같은 모양의 다양한 것들 중에 하나를 가질 수 있다.
상기 조직 컨택팅 팔들의 말초(distal) 단들은 상기 타겟 표면 위로(over) 미끄러지듯 가기 위하여(to glide) 상기 조직 컨택팅 팔이 들어오도록(to allow) 되도록이면(preferably) 둥글게(rounded) 하거나 또는 매끈한 표면(smooth-surfaced)이다. 일실시예에서, 적어도 하나의 말초 단은 볼 롤러(ball roller)를 포함한다.
습도 출력(moisture output)은 전자기 에너지의 경로로(into the path of the electromagnetic energy) 습한 공기(moist air) 및/또는 물(water) 또는 분무 공기(atomized air)/수분 미스트(water mist)/스프레이(spray)를 이동할(direct) 수 있다. 습도 출력에서 물(Water)은 상기 타겟 위에서(over) 상기 조직 컨택팅 팔(들)이 슬라이드(to slide) 할 수 있도록 도울 수 있다.
일실시예에서, 물 또는 다른 유체 또는 윤활 특성(lubricating properties)을 갖는 추가적인 물(water)은 상기 습도 출력에서 방출될(emitted) 수 있다. 이를 테면, 연수(soft water)는 상기 습도 출력(moisture output)에서 방출된다.
상기 습도 출력은 상기 타겟 표면에서 또는 위에서(above or on the target surface) 전자기 에너지의 경로로(into the path of the electromagnetic energy) 유체 입자를 출력하기 위한 분무기를 포함한다.
흡입(suction)은 초과한(excess) 습한 공기 및/또는 분무 유체 입자들을 제거할 수 있다. 상기 흡입은 상기 습도 출력(90)에서, 상호작용 영역을 통하여, 상기 흡입을 통해 밖으로(out) 유체 유동 경로(fluid flow path)를 촉진하기(facilitate) 위해 배치될 수 있다.
여기에 모든(Any of) 상기 조직 컨택팅 팔(들)은 스테인리스강 또는 플라스틱으로 형성되며, 이를 테면, 상기 조직 컨택팅 팔들은 투명 플라스틱과 같은 투명한 재질로 형성된다.
상기 조직 콘택팅 팔은 튜브, 원통, 또는 끝이 가늘어지는 형태가(taper) 될 수 있고, 하나 또는 하나 이상의 유체의 운반(delivery) 또는 제거, 절제(ablation) 제품들의 흡입 및 진공 흡입에 의하여 수술 부위에(operating site) 부착을 포함하는 임상적으로(clinically) 기능적인 수술(operations)을 위한 센터 오프닝(center opening)을 활용할 수 있다.
적어도 하나의 상기 조직 컨택팅 팔들(tissue contacting arms)은 근위의(proximal) 단, 말초 단 및 거기 사이를 확장하는 흡입 통로(suction passageway extending there between) 를 포함할 수 있다.
각 흡입 통로는 상기 타겟 표면에서 과잉 유체(surplus fluids)와 파편(debris)을 수행하기 위해 구축될 수 있다. 이러한 단들을 촉진하기 위해서는, 상기 말초 단에서 하나 또는 그 이상의 둥근 표면(이를 테면, 볼 롤러)은 상기 타겟 표면과 가까운 상기 흡입 통로 오프닝(들)의 상대적인 위치에 배치하기 위해 작게(smaller) 또는 납작하게 만드는(flatter) 프로파일(profile)을 갖기 위해 구성된다.
일실시예에서, 상기 흡입 통로(들)의 상기 오프닝 또는 오프닝들은 상기 말초 단(들)에서 상기 둥근 표면(들) 또는 볼 롤러(들) 내에(within) 배치된다. 이를 테면, 각 흡입 통로들은 핸드 피스의 밖으로 방출되고, 중앙에 가까운 쪽으로 전달된 물 입자를 상기 흡입 통로를 통해 제거할 수 있다.
공기 및 물 라인들(air and water lines)은 연수(soft water) 또는 다른 유체 또는 윤활 특성(lubricating properties)을 갖는 추가적인 물 출력으로 구성될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 분무기들, 미스트 생성기들, 또는 습한 공기 출력들(유체 출력들(fluid outputs))은 상기 조직 컨택팅(contacting) 팔들의 사이에 배치되고(disposed in), 연결되거나(connected to) 장착된다(fitted).
위에 제시된 명세서의 모든 내용은 전부 여기에서 참조된다. 비록 여기에 특정 도시된 실시예들에 대한 공개이지만, 이 실시예들은 오히려 제한 보다는 예제의 방법으로 제시되었음으로 이해되어야 한다.
예를 들어, 모든 상기 방사선 출력들(이를 테면, 레이저들), 모든 상기 유체 출력들(이를 테면, 물 출력들) 및 모든 컨디셔닝 에이전트 입자, 에이전트 등, 및 전체 또는 일부를 이러한 발명의 비동등한 조합 또는 치환, 별개의, 교체할 수 없는 측면에서 그것의 세부사항 또는 기능, 방법 절차 및 기술들은 다른 구조로 사용할 수 있으며, 설명된 또는 여기에 참조된 것으로 처리할 수 있다.
여기서 본 발명의 일부로, 상화 일관성이 없는 범위 내에서 구체적으로 고려되고, 공개되고, 및 주장된 해당 또는 관련된 구조 및 방법은 이 설명서 및 첨단 기술에서 숙련된 지식의 맥락에서 명백하고, 전체 또는 일부에서 그것의 수정, (1) 실행 가능한 및/또는 함께 구축되는, (2) 실행 가능한 및/또는 함께 구축되기 위해 첨단 기술에서 숙련된 것에 의한 수정, 및/또는 (3) 함께 구현/제조/사용 또는 함께 조합, 이 공개에 따른 현재 발명의 어떤 부분, : ① 위에 공개된 또는 참조된 구조와 방법들 중에 하나 또는 그 이상의 부분 및/또는 ② 모든 치환 및/또는 조합에 있어서, 그에 따른 청구항 및 부분 중에 하나 또는 그 이상의 주제를 포함한다. 이 공개의 의도는 본 발명의 정신 및 범위 내에서 떨어질 수 있으므로, 오직 추가 청구에 의한 제한으로써, 상호 배타적이지 않은 범위 내에서, 상기 실시예들의 모든 수정, 변형, 치환, 누락, 대체, 대안 및 등가물을 포함하기 위해 첨단 기술에서 숙련된 지식과 관련하여 해석한 이러한 실시예들을 포함한다.

Claims (20)

  1. 방사선의 고 파워 소스에 있어서,
    상기 방사선 고 파워 소스는,
    공기보다 더 큰 열 전도성을 지닌 재질(material)로 구성된 이득 미디엄;
    상기 이득 미디엄에 의하여 형성된 캐비티;
    상기 이득 미디엄에 의해 둘러 싸이고 상기 캐비티 내에 배치되며, 펌핑의 소스로서 동작가능한 아크 방전을 형성하는 가스를 포함하고, 둘러싸는 상기 이득 미디엄에 의하여 레이저 로드(laser rod)를 자극하기 위한 상기 펌핑에 대응하는 에너지를 방출하도록 구성되는 방사선 소스;
    상기 이득 미디엄에 의하여 형성되고, 상기 가스를 직접적으로 수용하는 상기 캐비티의 측벽; 및
    내부공간을 가지고 상기 측벽을 포함하는 다기능 하우징
    을 포함하고,
    상기 이득 미디엄은 상기 다기능 하우징의 내부의 적어도 일부를 형성하며,
    상기 이득 미디엄은 활성 영역과 비활성 영역으로 구분되는 비대칭형(assymetric-type) 구조이며,
    상기 하우징 주위에서 상기 활성 영역이 위치한 상단의 절반 주위로 정렬되는 반사 또는 냉각 수단을 더 포함하고,
    상기 에너지는 상기 이득 미디엄이 증폭된 전자기 에너지를 출력하도록 하는 구동 에너지를 포함하는, 고 파워 소스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증폭된 전자기 에너지는 적은 방사선을 가지는 내부 영역을 둘러싸는 외부 영역을 포함하는, 고 파워 소스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티는, 상기 하우징의 부분으로 형성되는 전자기 방사선의 콜렉터(collector)를 포함하는 고 파워 소스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 일부 또는 전체를 인벨롭핑하는(enveloping) 열 방출기(heat dissipater)를 더 포함하는 고 파워 소스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에 제거 가능하게(removably) 부착되며, 상기 하우징 내에서 발생하는 열을 방출하는(adapted to carry away) 열 방출기를 더 포함하는 고 파워 소스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방사선 소스는 상기 하우징 내부의 상기 캐비티 내에서 전자기 방사선을 방출하도록 구성되는, 고 파워 소스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 일부는 상기 이득 미디엄으로 구성되고, 상기 하우징의 일부는 상기 방사선 소스에 의해 방출되는 에너지를 적어도 부분적으로 통과시키는(transparent) 재질로 구성되는, 고 파워 소스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 부분으로 형성되는 전자기 방사선의 콜렉터(collector)를 더 포함하는 고 파워 소스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 콜렉터는 적어도 하나의 출력 커플러(output coupler(OC)) 및 적어도 하나의 하이 리플렉터 (high reflector(HR))의 형태인, 고 파워 소스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 증폭된 전자기 에너지는 적은 방사선을 가지는 내부 영역을 둘러싸는 외부 영역을 포함하는 고 파워 소스.
  11. 제10항에 있어서,
    사용 중에 (during use) 상기 내부 영역에 배치되는 재질 팁(material tip)을 더 포함하는 고 파워 소스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 재질 팁은 튜브(tube), 캐뉼라(cannula) 및 원통형 모양(cylindrical shape) 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 고 파워 소스.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 재질 팁의 모양은 테이퍼(taper)를 포함하는 고 파워 소스.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 재질 팁은 상기 증폭된 전자기 에너지에 투과성인(transparent), 고 파워 소스.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 재질 팁은 두 개의 반대 단들(opposing ends)을 갖는 캐뉼라 - 상기 두 개의 반대 단들 중 하나 또는 둘 다는 닫혀짐(closed) - 를 포함하는 고 파워 소스.
  16. 제15항에 있어서,
    하나 또는 그 이상의 액체(liquid)에 적용되어, 상기 내부 영역을 흡입하도록(suction) 구조화된 적어도 하나의 출력을 더 포함하는 고 파워 소스.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 내부 영역을 흡입하도록 구조화되어, 상기 재질 팁을 타겟 조직에 부착하도록 진공을 생성하는 적어도 하나의 출력을 더 포함하는 고 파워 소스.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 재질 팁은 오픈된 두 개의 반대 단들(opposing open ends)을 갖는 캐뉼라를 포함하는 고 파워 소스.
  19. 제11항에 있어서,
    조직 컨택팅 팔(tissue contacting arm)을 더 포함하는 고 파워 소스.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 조직 콘택팅 팔은 하나 또는 하나 이상의 유체의 운반(delivery) 또는 제거, 절제(ablation) 제품들의 흡입 및 진공 흡입에 의하여 수술 부위에(operating site) 부착을 포함하는 임상적으로(clinically) 기능적인 수술(operations)을 위한 센터 오프닝(center opening)을 포함하고,
    상기 재질 팁은 또 다른 조직 컨택팅 팔을 포함하는,
    고 파워 소스.
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