WO2012041348A1 - Herstellungsverfahren für eine schnittstelleneinheit und eine gruppe solcher schnittstelleneinheiten - Google Patents

Herstellungsverfahren für eine schnittstelleneinheit und eine gruppe solcher schnittstelleneinheiten Download PDF

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WO2012041348A1
WO2012041348A1 PCT/EP2010/005973 EP2010005973W WO2012041348A1 WO 2012041348 A1 WO2012041348 A1 WO 2012041348A1 EP 2010005973 W EP2010005973 W EP 2010005973W WO 2012041348 A1 WO2012041348 A1 WO 2012041348A1
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WO
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radiation
reference surface
interface unit
axis
path length
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Application number
PCT/EP2010/005973
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English (en)
French (fr)
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Claudia Gorschboth
Jing Li
Klaus Vogler
Olaf Kittelmann
Thomas Deisinger
Gerhard Robl
Original Assignee
Wavelight Gmbh
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F9/009—Auxiliary devices making contact with the eyeball and coupling in laser light, e.g. goniolenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/62—Optical apparatus specially adapted for adjusting optical elements during the assembly of optical systems

Definitions

  • the invention relates to interface units for determining a relative position between a radiation source and an object to be irradiated.
  • the invention relates to a manufacturing method for such interface units and a group of such interface units.
  • the interface units can also be referred to as an applicator or adapter. As far as they are used in conjunction with radiation sources for the treatment / processing of human tissue, they can therefore be referred to as a patient adapter.
  • the materials that can be processed with the laser cutting device can in principle be of any nature. They can be dead matter or living (biological) material.
  • An exemplary and by no means restrictive field of application of the interface units considered here is in laser-surgical ophthalmology, in which sections (eg single sections or complex sectional figures) are to be produced in the cornea or other tissue parts of the human eye by means of focused laser radiation.
  • sections eg single sections or complex sectional figures
  • These include, for example, the Fs-LASIK (femtosecond laser in situ keratomileusis), in which by means of ultra-short-pulse laser radiation from the front of the cornea a slice commonly referred to in the art as the English term Flap is cut out.
  • the pulse durations used are usually of the order of femtoseconds - hence the name Fs-LASIK.
  • the pulses are focused under the anterior surface of the cornea inside the tissue. By positioning the focus points in a desired cut surface, the flap is cut out of the cornea as a result.
  • the flap remains attached to the cornea at one edge and flips to the side for subsequent ablation (tissue ablation by laser radiation) of underlying corneal tissue. After performing the ablation, the flap is returned. works and there is a relatively fast healing with extensive integrity of the corneal surface.
  • interface units contemplated herein may be used in any other treatment technique that requires cut formation in corneal or other ocular tissue. It goes without saying that the interface units considered in the context of the invention can also be used in other applications which serve to process other forms of biological tissue and even to treat dead matter with radiation, in particular laser radiation.
  • the interface units are sterile articles that are re-used for each procedure or even for each cut.
  • the cutting precision especially in eye surgery, particularly high demands are placed on the cutting precision.
  • a high cutting precision in addition to an application-dependent design of the beam focus (in shape and size), a high positioning accuracy of the beam focus in the target material is decisive.
  • the tissue section should have an inaccuracy of not more than 1 ⁇ m or 2 ⁇ m.
  • a high manufacturing accuracy of the interface units is required.
  • the onetime character and the resulting need to provide the interface units in large numbers represent a major challenge in achieving the required low manufacturing tolerances.
  • a required distance between a reference surface facing the laser cutting device and a reference surface facing the tissue to be treated can be predetermined and implemented uniformly within the production tolerance within the limits of the manufacturing tolerance.
  • An object of the invention is to provide a manufacturing method for interface units, so that deviations of the depth of focus, with or without a further increased manufacturing precision of the geometric dimensions, can be reduced.
  • This object is achieved by a method for producing an interface unit having a first reference surface for irradiating radiation, a second reference surface for emitting the radiation and an axis running in the direction from the first to the second reference surface.
  • the method includes the steps of adjusting an optical path length of the interface unit between the first and second reference surfaces along the axis, and fixing the adjusted optical path length.
  • the optical path length of the interface unit is adjusted such that radiation irradiated on the first reference surface of a specific numerical aperture has a focal position predetermined with respect to the second reference surface in the direction of the axis.
  • the manufacturing method allows by piecewise adjustment (adjustment) of the optical path length of the interface unit, in particular with piecewise varying geometrical dimensions of the interface unit to achieve a predetermined focus position with respect to the second reference surface with the necessary accuracy largely independent of geometric tolerances.
  • the interface unit with respect to the intended focal position is uniform and can be used directly without further adjustment to a laser cutting device.
  • the optical path length of the interface unit may be determined by media transparent to the radiation of different optical densities between the first and second reference surfaces.
  • the optical path length can be adjusted by changing at least one of the optical densities.
  • at least one interface of the media eg an interface between two media and / or an outer media interface of the interface unit
  • the optical path length of the interface unit between the first and the second reference surface along the axis be set.
  • the optical path length of the interface unit can be adjusted by adjusting the first and second reference surfaces relative to one another in the direction of the axis.
  • the second reference surface a Interface of one of the radiation transparent media.
  • the second reference surface may, for example, be formed by a surface of a contact element that is substantially transparent to the radiation. This surface can be curved or flat.
  • the contact element should be referred to here as an applanation plate, since it is then suitable for leveling soft irradiation material (such as corneal tissue).
  • the second reference surface may have a surface of a plane-parallel
  • the applanation plate is advantageously glued to a holder.
  • gluing a misalignment of the set optical path length of the interface unit due to material stresses.
  • the gluing may e.g. be triggered or accelerated by using a UV-sensitive adhesive and UV radiation.
  • the method may further include, preferably before setting, detecting the optical path length of a medium of the interface unit, in particular an applanation plate, by means of a measuring radiation along the axis.
  • detecting the optical path length of a medium of the interface unit, in particular an applanation plate by means of a measuring radiation along the axis.
  • this section is expediently defined by interfaces of one or more (but not all) optical media of the interface unit.
  • a manipulated variable can be determined on the basis of the detected optical path length (or path lengths).
  • the optical path length of the at least one medium and / or the interface unit as a whole can advantageously be monitored not only during setting but also during fixing.
  • the optical path length can be detected interferometrically, preferably by optical low-coherence reflectometry (OLCR).
  • OCR optical low-coherence reflectometry
  • an afocal beam can be irradiated (whereas the radiation intended for processing has the specific numerical aperture).
  • the interface unit is not necessary for detecting the optical path length (or path lengths) by means of the irradiated measuring radiation.
  • Determining the manipulated variable may include calculating a geometric length of the interface unit between the first and second reference surfaces along the axis based on the detected optical path length (or path lengths) and the predetermined focus position.
  • the actuator is configured to set the calculated geometric length (directly).
  • an iterative determination of the manipulated variable with repeated detection and / or calculation for correcting the calculated length may equally be possible.
  • a measuring radiation having the specific numerical aperture can be irradiated on the first reference surface of the interface unit.
  • a signal of the measuring radiation can be detected after at least a single pass through the interface unit.
  • the first and second reference surfaces can be adjusted relative to one another in the direction of the axis as a function of the detected signal, in particular depending on a deviation between the detected signal and a reference signal. By adjusting against the deviation can be dispensed with a reference point (a controller, an actuator or a manipulated variable).
  • the detected signal may, for example, characterize an actual wavefront detected by means of an analysis detector of the measurement radiation reflected at the second reference surface.
  • the measuring radiation can pass through an optical system which, for example, is designed to transmit afocal measuring radiation into the optical system Imagine focal measurement radiation of the specific numerical aperture, and before the analysis, the optics in opposite directions.
  • a reference radiation can be expediently coupled out of the measurement radiation before reaching the first reference surface and preferably before the aforementioned imaging optics.
  • the reference signal may characterize a reference wavefront of the reference radiation detected by means of a reference detector. By comparison with the actual wavefront detected in the analysis detector, even with non-ideal, i. from a plane wave deviating measuring radiation accurate adjustment possible. If the reference radiation is uninfluenced by the interface unit, with sufficient (temporal) stability of the irradiated measuring radiation, the desired wavefront can be detected and stored once or at longer time intervals. Also, by an appropriate arrangement of the analysis detector at the same time serve as a reference detector.
  • a splitter mirror is used for decoupling both the reference radiation and the reflected measurement radiation.
  • the reflected measuring radiation and the reference radiation can be detected in a compact design.
  • the reference detector can be dispensed with and / or the adjustment can be supplemented by a preferably interferometric detection of an optical path length of the interface unit (total path length or only a part) depending on the actual wavefront.
  • the invention further provides a group of interface units each comprising a first reference surface and a second reference surface.
  • the first reference surface serves to position the interface unit with respect to a radiation source with radiation of a uniform aperture for the group.
  • the second reference surface is spaced in the direction of an axis of the interface unit by a geometric length from the first reference surface.
  • the second reference surface serves to position an irradiation object with respect to the interface unit and to emit the radiation.
  • a scattering of a focal position of the radiation in the direction of the axis with respect to the second reference surface is smaller than a scattering of the geometric length.
  • the scattering may be an absolute scatter or a relative spread related to a mean or target value. For example, variance can be used as a measure of the variance within the group.
  • the interface units may each comprise a contact element which is transparent to the radiation and has a contact surface forming the second reference surface for engagement with an irradiation object.
  • they can comprise one or more coupling system formations forming the first reference surface for coupling to a component of the radiation source, in particular a focusing objective, having holders for the contact element.
  • the holder may have a widening in the manner of a funnel holder body, at the narrow end of the contact element is arranged.
  • the contact surface may be flat or curved (e.g., concave).
  • the interface units each have a total of two transparent to the radiation media of different optical densities between the first and second reference surface, wherein one of the media is air and the other medium is formed by the contact element.
  • the group may e.g. a batch from a production run of the interface units.
  • a simple replacement of the interface units, in particular as disposable items, is possible.
  • a complex readjusting of the radiation source or the positioning of the interface unit with respect to the radiation source, which delays in an operation, can thus be dispensed with.
  • FIG. 1 schematically shows an arrangement of an exemplary interface unit for coupling an object to be processed via the interface unit to a laser cutting device serving as a radiation source;
  • FIG. 2 schematically shows a profile of a radiation irradiated with a specific numerical aperture through the interface unit and into the object to be processed;
  • FIG. 3 is an axial longitudinal section of the interface unit of FIG. 1;
  • FIGS. 4 to 6 schematically show apparatuses for various adjustment methods for use in the production of the interface unit of FIG. 1.
  • 1 shows a laser cutting device generally designated 10 having a radiation source 12 and an interface unit 14 for shedding tissue in an eye 16.
  • the radiation source 12 comprises an optic 18 having a focal length f for focusing an incident parallel (afocal) beam 20, the a femtosecond laser (not shown) is generated.
  • An attachment surface 22 of the radiation source 12 extends parallel at a fixed distance from a main plane 24 of the optic 18, so that the incident parallel beam 20 exits at an opening 26 of the attachment surface 22 as a convergent (focal) beam 28.
  • the interface unit 14 comprises a cone-shaped spacer element (holder) 30 with an annular flange 32 at the wide end of the cone.
  • the annular flange 32 forms an outer bearing surface 34, which defines a first reference surface 35 of the interface unit 14.
  • the contact surface 34 of the interface unit 14 is in the application to the mounting surface 22 of the radiation source 12 and is e.g. fixed to it by a bayonet lock (not shown).
  • an opening 36 is provided for enclosing a contact element 38 which is transparent to the radiation, in this case a biplanar applanation plate made of glass or plastic.
  • the contact element 38 has a plane outer surface 40, which is provided for engagement with the eye 16, as the second reference surface 42 of the interface unit 14.
  • the contact element 38 is fixed in the opening 36 with the outer surface 40 parallel to the first reference surface 35.
  • the eye 16 is brought with its surface on the outer surface 40 of the contact element 38, for example by negative pressure or by mechanical pressing in abutment.
  • the laser radiation cuts the eye tissue in a focal point 44 on an optical axis 46, which is moved in the application according to the desired sectional figure on the treatment surface.
  • the depth of cut in the eye tissue is determined by a distance between the second reference surface 42 and the focal point 44 designated below by c.
  • an optical axis 46 perpendicular to the reference surfaces 35, 42 is assumed below.
  • Fig. 2 shows the displacement schematically.
  • the focal beam 28 enters the interface unit 14 through the aperture 26 on the first reference surface 35 with a numerical aperture NA characteristic of the radiation source 12.
  • An edge beam 48 picked out by way of example from the incidental focal ray bundle 28 has an angle ⁇ to the optical axis 46.
  • the beam 48 passes through air with a refractive index no as the first optical medium 50 and strikes the contact element 38 as a second optical medium at a point (0). Whereas the beam 48 without the contact element 38 would intersect the optical axis 46 rectilinearly at a point (1) and thus define an unshifted focal point (1) (virtual focal point), the refractive index ni refracts the beam 48 by one Angle ⁇ ( ⁇ a) to the optical axis 46.
  • the beam 48 After the beam 48 has crossed the contact element 38 with thickness b, the beam 48 passes at an angle ⁇ to the optical axis 46 into the eye tissue designated 52 as the third optical medium with a refractive index r ⁇ above.
  • the beam 48 intersects the optical axis 46 in a point (2) displaced along the axis by a distance c in the beam direction. Since all other rays of the beam 28 intersect at point (2), this is the posteriorly displaced focal point 44.
  • c [ (a (i) -a) tan a + b (tan ⁇ -tan ⁇ )] / tan ⁇ , where a ( i ) is the distance of the virtual focal point (1) given by the focal length f of the optical system 18 (With the opening 36 not closed by the contact element 38) is designated by the first reference surface 35 (ie, a (i) is the focal length f minus the distance between the main plane 24 and the first reference surface 35).
  • the geometric length a is that shown in FIGS. 1 and 2 shown between the first reference surface 35 and the second reference surface 42nd
  • the interface unit 14 shown in FIG. 3 avoids the disadvantages of an inaccurate focus depth c, by the distance a between the first reference surface 35 and the second reference surface 42 depending on the actual thickness b or an optical thickness ni b of the contact element 38 is set.
  • This predetermined focus position is used in the later application as "zero point" for the focus control in the direction of the optical axis 46.
  • the axis 47 of the interface unit 14 is equivalent to a cone axis of the cone-like spacer element 30, the reference surfaces 35, 42 are oriented orthogonal to this (mechanical) axis 47.
  • the optical axis 46 of the incident focal beam 28 is equally orthogonal to the reference surfaces 35, 42, the axes 46, 47 are collinear.
  • the opening 36 in the spacer element 30 has an encircling (alternatively a plurality of side-by-side) bordering surface 54.
  • the contact element 38 is glued to the surround surface 54 at the set optical path length.
  • the exact axial thickness b of the contact element 38 is measured as a geometric distance of its inner surface 56 and the outer surface 40 and from the geometric length a calculated along the axis 47, for example, by solving the above Eq. 1.
  • the contact element 38 is then moved along the optical axis 47 relative to the spacer 30 until the calculated length a for the measured thickness b at a predetermined numerical aperture NA corresponds to the desired focus depth c.
  • C 2 (1) (tan ⁇ - tan ß) / tan ⁇ by the radiation source 12, in particular the optics 18, are fixed.
  • the adjustment can adjust the total optical path length L s of the interface unit 14 between the first and second reference surfaces 35, 42,
  • Ci (2) Ci (1) / n 0
  • C 2 (2) C 2 (1) / ⁇ + Ci (1) (l / ni - l / n 0 ).
  • FIG 4 shows an exemplary embodiment of an adjustment apparatus with a support table 57 for the contact element 38. This protrudes axially beyond the spacer 30 and is supported on the support table 57.
  • the contact element 38 is inserted into the spacer element 30 in such a way that it is frictionally held therein, but is still axially adjustable relative to the spacer element 30 by suitable actuating forces. A final fixation is done by gluing.
  • the support table has a jet trap formed by a cavity 58.
  • a reflector surface 60 can be enclosed perpendicular to the axis 47.
  • an axially fixed interface element holder 62 is provided with a positioning surface 64.
  • a distance measuring device 70 is capable of transmitting a measured variable 72 representing the optical thickness along the axis 47 to a control unit 74.
  • the control unit 74 derives from the measured variable 72 a manipulated variable 76, which drives an actuator (not shown), which moves the support table 57 along the axis 47 relative to the holder 62.
  • the distance measuring device 70 operates on the principle of optical reflection measurement with low coherence (Optical Low Coherence Reflectometry, OLCR).
  • the distance measuring device 70 generates an afocal laser beam and splits it into a reference branch (not shown) and an afocal measuring beam 78.
  • the operating wavelength of the distance measuring device 70 is selected in the vicinity of the wavelength of the radiation of the laser system 10.
  • suitable correction algorithms can be implemented in the control unit 74.
  • a first reflection is produced on the inner surface 56 of the contact element 38.
  • the contact element 38 generates a second reflection on the outer surface 40 corresponding to the axial position of the second reference surface 42.
  • the first and second reflections reflected back into the distance measuring device 70 are respectively there with the reference branch for interference brought, wherein the path length of the reference branch is extended or shortened according to the interference signal.
  • the distance measuring device 70 determines the optical thickness U of the contact element 38 as a measured variable 72.
  • the first reference surface 35 of the interface unit 14 is fixed to the positioning surface 64 and remains stationary; the outer surface 40 of the contact element 38 defining the second reference surface 42 rests on a surface 60 of the table 57.
  • the contact element 38 in the direction of the axis 47 until reaching a control unit 74, for example, according to Eq. 1.3 calculated distance a as manipulated variable 76 for the measured optical thickness U, adjustable.
  • a reflex plate 66 transparent to the laser radiation is enclosed in the interface element holder 62.
  • the reflex plate 66 closes to the interface unit 14 with a flat reflective surface 68 flush with the positioning surface 64, so that the reflex plate 66 at the reflective surface 68 generates a third reflection of the measuring beam 78 corresponding to the axial position of the first reference surface 35.
  • the distance measuring device 70 Due to the second and third reflection, the distance measuring device 70 generates a measured variable 72 representing the optical length L s between the first reference surface 35 and the second reference surface 42.
  • the control unit 74 calculates, for example according to Eq. 1.2 from the optical measurements L s , a correcting manipulated variable 76. This has the advantage that an actuator without absolute length scale for the geometric length a (and even without length calibration) can be used.
  • Fig. 5 shows an alternative in which the distance measuring device 70 is immovably connected via a base 80 and supports 82 with a support 84, so that a mounted on one end of a punch 86 pickup 87 is stationary with respect to the distance measuring device 70, while the actuator the Interface element holder 62 moves with the reflex plate 66 enclosed therein along the axis 47.
  • the control of the actuator in dependence on the at the first reference surface 35 and the second reference surface 42 generated reflections is as described with reference to FIG. 4.
  • the punch 86 and the receiver 87 may be e.g. have an axial passage in which a negative pressure prevails in order to suck the contact element 38 so that no unwanted curvature of the reference surfaces is induced. This is e.g. achievable by an annular design of the passage (intake). Thus, an automated detachable connection between transducer 87 and contact element 38 is made possible for the adjustment.
  • radiation of the numerical aperture NA is irradiated on the first reference surface 35 and the position of the focal point 44 on the axis 47 (in the vicinity of the second reference surface 42) determined while the contact element 38 moves along the axis 47 until the desired focus depth c is reached.
  • the position of the focal point is determined by a CMOS or CCD sensor (with its sensor surface transverse to the axis 47) whose position along the axis 47 is controlled so that a light spot detected by the sensor assumes a minimum lateral extent.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of an alignment apparatus which has a focusing optic 90 (represented by a single converging lens) which is rigidly connected in a manner not shown in detail to a holder 92 for the interface unit 14 to be adjusted.
  • the interface unit 14 is mountable on the holder 92 so that its axis 47 is coaxial with the optical axis of the optic 90.
  • the alignment apparatus further comprises a laser radiation source 94, the generated laser radiation (same wavelength as laser system 10) as a parallel (afocal) beam 96 impinges on a beam splitter 98, which splits the beam 96 into a reference beam 100 and a measuring beam 102.
  • the reference beam 100 enters a reference detector 104, in which a wavefront signal representative of the wavefront profile of the reference beam 100 is generated.
  • the (still afocal) measuring beam 102 is irradiated into the optics 90 with a beam axis which is the same axis 47 of the interface unit 14 and is imaged by this onto a focal ray bundle 106 whose numerical aperture NA is identical to that of FIG.
  • the spacer 30 of the interface unit 14 is fixedly connected to the holder 92.
  • the holder 92 has a suitable contact surface for the annular flange 32 of the spacer element 30.
  • clamping means can serve, for example, for releasably clamping the spacer 30 to the holder 32.
  • the contact element 38 is in turn already inserted into the opening 36 of the spacer 30, but is not there fixed yet, but in the direction of the axis 47 relative to the spacer 30 slidably.
  • An unspecified, in the axial direction adjustable positioning member can be brought into releasable engagement with the contact element 38, so that an axial displacement of the contact element 38 relative to the spacer element 30 is possible by actuation of the positioning member.
  • the optical path length of the interface unit 14 between the two reference surfaces 35, 42 is also adjusted in the embodiment according to FIG. 6 by relative axial displacement of the contact element 38 relative to the spacer element 30. The adjustment takes place here or until a signal derived from the measuring beam 102 and specifically from the passage of the convergent beam 106 through the interface unit 14 fulfills a predetermined condition.
  • the optics 90 and the holder 92 are stationary and the
  • Contact element 38 is displaceable relative to this stationary assembly with the spacer 30 fixed thereto, it is of course conceivable, the contact element 38 axially to fix and form the assembly of optics 90 and holder 92 axially adjustable.
  • the alignment apparatus has an analysis detector 108 which analyzes the wavefront profile of a beam bundle 110 reflected by the beam splitter 98 (reflection beam) reflected on the outer surface 40 of the contact element 38. With correct axial adjustment of the contact element 38, the radiation reflected on the outer surface 40 is imaged by the optics 90 into a parallel (afocal) beam whose wavefront profile corresponds to that of the reference beam 100.
  • the wavefront profile differs of the reflection beam 110 from that of the reference beam 100.
  • the analysis detector 108 or an evaluation unit incorporated in or connected thereto compares the reference wavefront signal supplied by the reference detector 104 (equivalent to a desired wavefront) with its wavefront profile determined for the reflex beam 110 Characterizing wavefront signal (equivalent to an actual wavefront) and causes depending on a deviation between the two wavefront signals an axial displacement of the contact element 38 relative to the spacer element 30 until this deviation disappears or is minimized according to predetermined thresholds.
  • the contact element 38 is fixed in its adjusted axial position relative to the spacer element 30, preferably in turn by gluing.
  • the interface unit 14 can be manufactured with such a geometric length a which ensures that in the later application the axial position of the focus is exactly at the desired position lies to the second reference surface 42.
  • the abutment surface 34 instead of a circumferential flange 32 can provide a three-point bearing (defining the first reference surface 35).
  • the manufacturing method is suitably applicable to a curved inner surface 56 or a curved outer surface 40 of the contact element 38.
  • a transparent correction chamber (not shown) may be provided in the spacer 30 for receiving a gas.
  • the correction chamber is traversed by the axis 47. By increasing or decreasing the gas pressure in the correction chamber, the optical density of the correction chamber and thus the optical path length of the interface unit 14 along the axis 47 can be adjusted. The adjusted optical path length can then be fixed by closing the correction chamber.
  • the manufacturing method can be used to fabricate each interface unit for laser material processing equipment, in which a stable positioning of the processing area via the interface unit.
  • the focal position 44 achieved with the production method is independent of manufacturing tolerances of the geometric dimensions of the spacer element 30, in particular its length in the direction of the axis 47, as well as independent of manufacturing tolerances of optical density ni and geometric dimensions of the contact element 38, in particular its thickness b.
  • the focal position 44 with respect to the outer surface 40 (and thus, for example, a depth of cut c in the target tissue) with an accuracy of a few micrometers, preferably less than 5 pm and in particular of about 1 ⁇ , can be achieved.
  • a group of correspondingly produced interface units 14 may have a scattering with respect to the geometric length a, which exceeds the scattering of the focal depth c.

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer Schnittstelleneinheit (14) sowie eine Gruppe solcher Schnittstelleneinheiten werden angegeben. Die Schnittstelleneinheit weist eine erste Referenzfläche (35) zum Einstrahlen von Strahlung (28), eine zweite Referenzfläche (42) zur Abgabe der Strahlung und eine in Richtung von der ersten zur zweiten Referenzfläche verlaufende Achse (47) auf. Das Herstellungsverfahren umfasst die Schritte des Einstellens einer optischen Weglänge der Schnittstelleneinheit zwischen der ersten und der zweiten Referenzfläche entlang der Achse und das Fixieren der eingestellten optischen Weglänge der Schnittstelleneinheit. Die optische Weglänge der Schnittstelleneinheit wird so eingestellt, dass an der ersten Referenzfläche eingestrahlte Strahlung einer bestimmten numerischen Apertur (NA) eine bezüglich der zweiten Referenzfläche in Richtung der Achse vorgegebene Fokuslage (44) aufweist. Eine präzise und einheitliche Fokuslage bezüglich der zweiten Referenzfläche wird erreicht.

Description

Herstellungsverfahren für eine Schnittstelleneinheit und eine Gruppe solcher Schnittstelleneinheiten
Die Erfindung betrifft Schnittstelleneinheiten zur Festlegung einer Relativposition zwischen einer Strahlungsquelle und einem zu bestrahlenden Objekt. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für derartige Schnittstelleneinheiten und eine Gruppe solcher Schnittstelleneinheiten. Die Schnittstelleneinheiten kann man auch als Applikator oder Adapter bezeichnen. Soweit sie in Verbindung mit Strahlungsquellen für die Behandlung/Bearbeitung von menschlichem Gewebe eingesetzt werden, kann man sie demnach als Patientenadapter bezeichnen.
Es gibt verschiedene Behandlungsformen, die mittels Strahlung auf ein zu bearbeitendes Material einwirken. So kann ultraviolette Strahlung nach Injektion eines Foto- sensibilisators eine lokale Vernetzungsreaktion auslösen. Auch für präzise Schnitte ist eine genaue Lokalisierung des Strahlfokus einer von der Strahlungsquelle bereitgestellten Laserstrahlung an der gewünschten Schnittposition erforderlich. Hierzu hat sich der Einsatz von Schnittstelleneinheiten bewährt, durch welche das zu bestrahlende Objekt bezüglich einer die Strahlungsquelle umfassenden Laserschneideinrichtung positionierbar ist.
Die mit der Laserschneideinrichtung bearbeitbaren Materialien können prinzipiell beliebiger Natur sein. Sie können tote Materie oder lebendes (biologisches) Material sein. Ein beispielhaftes und keineswegs beschränkendes Einsatzgebiet der hier betrachteten Schnittstelleneinheiten liegt in der laserchirurgischen Ophthalmologie, bei der mittels fokussierter Laserstrahlung Schnitte (z.B. Einzelschnitte oder komplexe Schnittfiguren) in der Kornea oder anderen Gewebeteilen des menschlichen Auges erzeugt werden sollen. Dazu gehört beispielsweise die Fs-LASIK (Femtosekunden Laser in situ Keratomileusis), bei der mittels ultrakurzpulsiger Laserstrahlung aus dem vorderen Bereich der Kornea ein in der Fachwelt gemeinhin mit dem englischen Begriff Flap bezeichnetes Scheibchen herausgeschnitten wird. Die verwendeten Pulsdauern liegen üblicherweise in der Größenordnung von Femtosekunden - daher der Name Fs-LASIK. Die Pulse werden unter der Vorderfläche der Kornea im Inneren des Gewebes fokussiert. Durch Positionieren der Fokuspunkte in einer gewünschten Schnittfläche wird im Ergebnis der Flap aus der Kornea herausgeschnitten. Der Flap bleibt an einer Randstelle mit der Kornea verbunden und wird zur Seite geklappt für eine anschließende Ablation (Gewebeabtragung mittels Laserstrahlung) von darunter liegendem Korneagewebe. Nach Durchführung der Ablation wird der Flap zurückge- klappt und es erfolgt eine relativ schnelle Heilung unter weitgehender Unversehrtheit der Korneaoberfläche.
Es versteht sich, dass die hier betrachteten Schnittstelleneinheiten auch bei beliebigen anderen Behandlungstechniken zum Einsatz kommen können, die eine Schnitterzeugung in kornealem oder anderem Augengewebe erfordern. Es versteht sich darüber hinaus, dass die im Rahmen der Erfindung betrachteten Schnittstelleneinheiten auch bei anderen Applikationen zum Einsatz kommen können, die der Bearbeitung anderer Formen biologischen Gewebes und selbst der Bearbeitung toter Materie mit Strahlung, vor allem Laserstrahlung, dienen.
Bei medizinischen Anwendungen, insbesondere in der Ophthalmologie, ist es aus verfahrenstechnischen und hygienischen Gründen zusätzlich erforderlich, dass die Schnittstelleneinheiten sterile Artikel sind, die für jeden Eingriff oder sogar für jeden Schnitt neu eingesetzt werden. Zugleich sind, speziell bei Augenoperationen, besonders hohe Anforderungen an die Schneidpräzision zu stellen. Für eine hohe Schneidpräzision ist neben einer anwendungsabhängigen Ausbildung des Strahlfokus (in Form und Größe) auch eine hohe Positioniergenauigkeit des Strahlfokus im Zielmaterial entscheidend. Bei Augenbehandlungen beispielsweise wird eine Schneidpräzision von höchstens einigen wenigen Mikrometern, bevorzugt weniger als 5 μητι, angestrebt. Idealerweise sollte der Gewebeschnitt mit einer Ungenauigkeit von nicht mehr als 1 im oder 2 μηη angebracht werden können.
Für die angestrebte Präzision in der Schnitttiefe ist eine hohe Fertigungsgenauigkeit der Schnittstelleneinheiten erforderlich. Besonders in der Ophthalmologie bedeuten der Einmalcharakter und die resultierende Notwendigkeit, die Schnittstelleneinheiten in großer Zahl bereitzustellen, eine große Herausforderung für die Erzielung der benötigten geringen Fertigungstoleranzen. Man kann versuchen, die geometrischen Abmessungen der Schnittstelleneinheiten vorzugeben. Da dann die geometrischen Fertigungstoleranzen der Schnittstelleneinheiten direkt in die Ungenauigkeit der Schnitttiefe im Gewebe eingehen, muss eine genaue Reproduzierbarkeit bezüglich dieser geometrischen Abmessungen von Stück zu Stück bei der Herstellung der Schnittstelleneinheiten gewährleistet werden. Dazu kann beispielsweise anhand einer Referenz-Schnittstelleneinheit eine erforderliche Distanz zwischen einer der Laserschneideinrichtung zugewandten Referenzfläche und einer dem zu behandelnden Gewebe zugewandten Referenzfläche vorbestimmt werden und innerhalb der Grenzen der Fertigungstoleranz einheitlich im Herstellungsverfahren umgesetzt werden. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für Schnittstelleneinheiten anzugeben, so dass Abweichungen der Fokustiefe, mit oder auch ohne eine weiter gesteigerte Fertigungspräzision der geometrischen Abmessungen, verringerbar sind.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Schnittstelleneinheit mit einer ersten Referenzfläche zum Einstrahlen von Strahlung, einer zweiten Referenzfläche zur Abgabe der Strahlung und einer in Richtung von der ersten zur zweiten Referenzfläche verlaufenden Achse. Das Verfahren umfasst die Schritte des Einstellens einer optischen Weglänge der Schnittstelleneinheit zwischen der ersten und der zweiten Referenzfläche entlang der Achse, und das Fixieren der eingestellten optischen Weglänge. Die optische Weglänge der Schnittstelleneinheit wird so eingestellt, dass an der ersten Referenzfläche eingestrahlte Strahlung einer bestimmten numerischen Apertur eine bezüglich der zweiten Referenzfläche in Richtung der Achse vorgegebene Fokuslage aufweist.
Das Herstellungsverfahren ermöglicht durch stückweises Einstellen (Justage) der optischen Weglänge der Schnittstelleneinheit, insbesondere bei stückweise variierenden geometrischen Abmessungen der Schnittstelleneinheit, eine vorgegebene Fokuslage bezüglich der zweiten Referenzfläche mit der notwendigen Genauigkeit weitgehend unabhängig von geometrischen Toleranzen zu erreichen. Mit der anschließenden Fixierung der eingestellten optischen Weglänge ist die Schnittstelleneinheit hinsichtlich der vorgesehenen Fokuslage einheitlich herstellbar und kann direkt ohne weitere Justage an einer Laserschneideinrichtung eingesetzt werden.
Die optische Weglänge der Schnittstelleneinheit kann durch für die Strahlung transparente Medien unterschiedlicher optischer Dichten zwischen der ersten und zweiten Referenzfläche bestimmt sein. Die optische Weglänge kann durch Ändern wenigstens einer der optischen Dichten eingestellt werden. Alternativ oder ergänzend kann durch Einstellen, insbesondere Verschieben in Richtung der Achse, wenigstens einer Grenzfläche der Medien (z.B. einer Grenzfläche zwischen zwei Medien oder/und einer äußeren Mediengrenzfläche der Schnittstelleneinheit) die optische Weglänge der Schnittstelleneinheit zwischen der ersten und der zweiten Referenzfläche entlang der Achse eingestellt werden. Insbesondere kann die optische Weglänge der Schnittstel- leneinheit durch Verstellen der ersten und zweiten Referenzfläche relativ zueinander in Richtung der Achse eingestellt werden. Dazu kann die zweite Referenzfläche eine Grenzfläche eines der für die Strahlung transparenten Medien sein. Durch Fixieren (der relativen Lagen) der Grenzflächen zueinander kann auch die optische Weglänge fixiert werden.
Die zweite Referenzfläche kann beispielsweise von einer Oberfläche eines für die Strahlung im Wesentlichen transparenten Kontaktelements gebildet sein. Diese Oberfläche kann gekrümmt oder plan sein. Bei Ausbildung mit einer planen Oberfläche sei das Kontaktelement hier als Applanationsplatte bezeichnet, da es sich dann zur Einebnung weichen Bestrahlungsmaterials (etwa kornealen Gewebes) eignet. Insbesondere kann die zweite Referenzfläche eine Oberfläche einer planparallelen
Applanationsplatte sein.
Zum Fixieren der eingestellten optischen Weglänge der Schnittstelleneinheit wird vorteilhafterweise die Applanationsplatte mit einem Halter verklebt. Gegenüber einer alternativen Fixierung durch Verklemmen oder/und Presssitz kann durch Verkleben eine Dejustage der eingestellten optischen Weglänge der Schnittstelleneinheit aufgrund von Materialspannungen vermieden werden. Das Verkleben kann z.B. durch Verwendung eines UV-empfindlichen Klebstoffs und UV-Bestrahlung ausgelöst oder beschleunigt werden.
Das Verfahren kann ferner, vorzugsweise vor dem Einstellen, ein Erfassen der optischen Weglänge eines Mediums der Schnittstelleneinheit, insbesondere einer Applanationsplatte, mittels einer Messstrahlung längs der Achse umfassen. Bei dieser Ausgestaltung wird nur ein Teilstück der optischen Weglänge zwischen den beiden Referenzflächen vermessen, wobei dieses Teilstück zweckmäßigerweise durch Grenzflächen eines oder mehrerer (jedoch nicht aller) optischer Medien der Schnittstelleneinheit definiert ist. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der (oder einer
zusätzlichen) Messstrahlung die gesamte optische Weglänge der Schnittstelleneinheit zwischen der ersten und zweiten Referenzfläche erfasst werden. Zur Steuerung eines die erste und zweite Referenzfläche relativ zueinander in Richtung der Achse verstellenden Aktuators kann eine Stellgröße auf Grundlage der erfassten optischen Weglänge (oder Weglängen) ermittelt werden. Durch ein berührungsloses Erfassen mittels der Messstrahlung kann die optische Weglänge des mindestens einen Mediums und/oder der Schnittstelleneinheit insgesamt vorteilhafterweise nicht nur während des Einstellens, sondern auch während des Fixierens überwacht werden. Die optische Weglänge kann interferometrisch erfasst werden, vorzugsweise durch optische Reflektometrie niedriger Kohärenz (Optical Low-Coherence Reflectometry, OLCR). Die Interferometrie erlaubt ein äußerst präzises Erfassen der optischen Weglänge entsprechend einer Wellenlänge der eingesetzten Messstrahlung, wobei die niedrige Kohärenz keine zu hohen Anforderungen an eine Strahlungsquelle der Messstrahlung stellt.
Zur Erfassung der optischen Weglänge (oder Weglängen) mittels der eingestrahlten Messstrahlung kann ein afokaler Strahl eingestrahlt werden (wogegen die zur Bearbeitung vorgesehene Strahlung die bestimmte numerische Apertur aufweist). In diesem Fall ist eine (für die spätere Fokuslage bei der Behandlung irrelevante) genaue Positionierung der Schnittstelleneinheit bezüglich der Strahlungsquelle der Messstrahlung nicht nötig.
Das Ermitteln der Stellgröße kann ein Berechnen einer geometrischen Länge der Schnittstelleneinheit zwischen der ersten und zweiten Referenzfläche entlang der Achse auf Grundlage der erfassten optischen Weglänge (oder Weglängen) und der vorgegebenen Fokuslage umfassen. Vorzugsweise ist der Aktuator dazu ausgebildet, die berechnete geometrische Länge (direkt) einzustellen. Ein iteratives Ermitteln der Stellgröße mit wiederholtem Erfassen und/oder Berechnen zum Korrigieren der berechneten Länge kann jedoch gleichermaßen möglich sein.
Alternativ oder ergänzend zur messtechnischen Erfassung einer optischen Weglänge kann eine Messstrahlung mit der bestimmten numerischen Apertur an der ersten Referenzfläche der Schnittstelleneinheit eingestrahlt werden. Ein Signal der Messstrahlung kann nach wenigstens einmaligem Durchgang durch die Schnittstelleneinheit erfasst werden. Die erste und zweite Referenzfläche können relativ zueinander in Richtung der Achse abhängig vom erfassten Signal, insbesondere abhängig von einer Abweichung zwischen dem erfassten Signal und einem Referenzsignal, verstellt werden. Durch ein Verstellen entgegen der Abweichung kann auf einen Bezugspunkt (einer Steuerung, eines Aktuators oder einer Stellgröße) verzichtet werden.
Das erfasste Signal kann beispielsweise eine mittels eines Analysedetektors erfasste Ist- Wellenfront der an der zweiten Referenzfläche reflektierten Messstrahlung charakterisieren. Die Messstrahlung kann vor der Einstrahlung in die Schnittstelleneinheit eine Optik durchlaufen, die z.B. ausgebildet ist, eine afokale Messstrahlung in die fokale Messstrahlung der bestimmten numerischen Apertur abzubilden, und vor der Analyse die Optik in entgegengesetzter Richtung durchlaufen.
Eine Referenzstrahlung kann aus der Messstrahlung zweckmäßigerweise vor Erreichen der ersten Referenzfläche und vorzugsweise vor der erwähnten abbildenden Optik ausgekoppelt werden. Das Referenzsignal kann eine mittels eines Referenzdetektors erfasste Soll-Wellenfront der Referenzstrahlung charakterisieren. Durch Vergleich mit der im Analysedetektor erfassten Ist-Wellenfront ist auch bei nicht idealer, d.h. von einer ebenen Welle abweichender Messstrahlung eine genaue Justierung möglich. Soweit die Referenzstrahlung unbeeinflusst durch die Schnittstelleneinheit ist, kann bei hinreichender (zeitlicher) Stabilität der eingestrahlten Messstrahlung die Soll-Wellenfront einmalig oder in größeren Zeitintervallen erfasst und abgespeichert werden. Auch kann durch eine entsprechende Anordnung der Analysedetektor zugleich als Referenzdetektor dienen.
Vorzugsweise wird ein Teilerspiegel zur Auskopplung sowohl der Referenzstrahlung als auch der reflektierten Messstrahlung eingesetzt. So können in kompakter Bauweise die reflektierte Messstrahlung und die Referenzstrahlung erfasst werden. Ferner kann durch Einsatz eines Reflektors im Referenzstrahl auf den Referenzdetektor verzichtet werden und/oder das Verstellen abhängig von der Ist- Wellenfront durch eine vorzugsweise interferometrische Erfassung einer optischen Weglänge der Schnittstelleneinheit (gesamte Weglänge oder nur ein Teil) ergänzt werden.
Die Erfindung stellt ferner eine Gruppe von Schnittstelleneinheiten bereit, die jeweils eine erste Referenzfläche und eine zweite Referenzfläche umfassen. Die erste Referenzfläche dient zur Positionierung der Schnittstelleneinheit bezüglich einer Strahlungsquelle mit Strahlung einer für die Gruppe einheitlich bestimmten Apertur. Die zweite Referenzfläche ist in Richtung einer Achse der Schnittstelleneinheit um eine geometrische Länge von der ersten Referenzfläche beabstandet. Die zweite Referenzfläche dient zur Positionierung eines Bestrahlungsobjekts bezüglich der Schnittstelleneinheit und zur Abgabe der Strahlung. Innerhalb der Gruppe ist eine Streuung einer Fokuslage der Strahlung in Richtung der Achse bezüglich der zweiten Referenzfläche kleiner als eine Streuung der geometrischen Länge. Die Streuung kann eine absolute Streuung oder eine auf einen Mittel- oder Soll-Wert bezogene relative Streuung sein. Als Maß für die Streuung innerhalb der Gruppe kann z.B. eine Varianz dienen. Die Schnittstelleneinheiten können jeweils ein für die Strahlung transparentes Kontaktelement mit einer die zweite Referenzfläche bildenden Kontaktfläche zur Anlage an einem Bestrahlungsobjekt umfassen. Sie können zudem einen die erste Referenzfläche bildenden, eine oder mehrere Kopplungsanlageformationen zur Ankopplung an eine Komponente der Strahlungsquelle, insbesondere ein Fokussierobjektiv, aufweisenden Halter für das Kontaktelement umfassen. Der Halter kann einen sich nach Art eines Trichters aufweitenden Halterungskörper aufweisen, an dessen schmalem Ende das Kontaktelement angeordnet ist.
Die Kontaktfläche kann plan oder gekrümmt (z.B. konkav) sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die Schnittstelleneinheiten jeweils insgesamt zwei für die Strahlung transparente Medien unterschiedlicher optischer Dichten zwischen der ersten und zweiten Referenzfläche auf, wobei eines der Medien Luft ist und das andere Medium vom Kontaktelement gebildet ist.
Die Gruppe kann z.B. eine Charge aus einem Herstellungslauf der Schnittstelleneinheiten sein. Dadurch ist ein einfaches Austauschen der Schnittstelleneinheiten, insbesondere als Einmalartikel, möglich. Ein aufwendiges und bei einer Operation verzögerndes Nachjustieren der Strahlungsquelle oder der Positionierung der Schnittstelleneinheit bezüglich der Strahlungsquelle kann somit entfallen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch eine Anordnung einer beispielhaften Schnittstelleneinheit zur Ankopplung eines zu bearbeitenden Objekts über die Schnittstelleneinheit an eine als Strahlungsquelle dienende Laserschneideinrichtung;
Fig. 2 schematisch einen Verlauf einer mit bestimmter numerischer Apertur eingestrahlten Strahlung durch die Schnittstelleneinheit und in das zu bearbeitende Objekt;
Fig. 3 einen Axiallängsschnitt der Schnittstelleneinheit der Fig. 1;
Fig. 4 bis 6 schematisch Apparaturen für verschiedene Justiermethoden zur Anwendung bei der Herstellung der Schnittstelleneinheit der Fig. 1. Fig. 1 zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete Laserschneideinrichtung mit einer Strahlungsquelle 12 und einer Schnittstelleneinheit 14 zum Scheiden von Gewebe in einem Auge 16. Die Strahlungsquelle 12 umfasst eine Optik 18 mit einer Brennweite f zur Fokussierung eines einfallenden parallelen (afokalen) Strahlenbündels 20, das ein Femtosekunden-Laser (nicht gezeigt) erzeugt. Eine Befestigungsfläche 22 der Strahlungsquelle 12 verläuft parallel in einem festen Abstand zu einer Hauptebene 24 der Optik 18, so dass das einfallende parallele Strahlenbündel 20 an einer Öffnung 26 der Befestigungsfläche 22 als ein konvergentes (fokales) Strahlenbündel 28 austritt.
Die Schnittstelleneinheit 14 umfasst ein konusförmiges Abstandselement (Halter) 30 mit einem Ringflansch 32 am weiten Konusende. Der Ringflansch 32 bildet eine äußere Anlagefläche 34, welche eine erste Referenzfläche 35 der Schnittstelleneinheit 14 definiert. Die Anlagefläche 34 der Schnittstelleneinheit 14 liegt im Anwendungsfall an der Befestigungsfläche 22 der Strahlungsquelle 12 an und ist z.B. durch einen Bajonettverschluss (nicht gezeigt) daran fixiert.
Am gegenüberliegenden (zulaufenden) Konusende des Abstandselements 30 ist eine Öffnung 36 zur Einfassung eines für die Strahlung transparenten Kontaktelements 38 vorgesehen, hier eine biplanare Applanationsplatte aus Glas oder Kunststoff. Das Kontaktelement 38 weist eine zur Anlage an dem Auge 16 vorgesehene, plane Außenfläche 40 als zweite Referenzfläche 42 der Schnittstelleneinheit 14 auf. Das Kontaktelement 38 ist in der Öffnung 36 mit der Außenfläche 40 parallel zur ersten Referenzfläche 35 fixiert. Damit kann als eine Abmessung der Schnittstelleneinheit 14 ein geometrischer Abstand a zwischen erster Referenzfläche 35 und zweiter Referenzfläche 42 angegeben werden.
Das Auge 16 wird mit seiner Oberfläche an der Außenfläche 40 des Kontaktelements 38 z.B. durch Unterdruck oder durch mechanisches Andrücken in Anlage gebracht. Die Laserstrahlung schneidet das Augengewebe in einem Fokuspunkt 44 auf einer optischen Achse 46, die im Anwendungsfall gemäß der gewünschten Schnittfigur über die Behandlungsfläche bewegt wird. Die Schnitttiefe im Augengewebe ist durch einen nachfolgend mit c bezeichneten Abstand zwischen zweiter Referenzfläche 42 und Fokuspunkt 44 bestimmt. Im Folgenden wird zur Übersichtlichkeit von einer zu den Referenzflächen 35, 42 senkrechten optischen Achse 46 ausgegangen. Während der Fokuspunkt 44 bei einer freien Ausbreitung (d.h. bei fehlendem Kontaktelement 38) im Abstand f von der Hauptebene 24 entsprechend der Brennweite der Optik 18 liegen würde, wird die Fokustiefe im Augengewebe durch das Kontaktelement 38 posterior verschoben. Fig. 2 zeigt die Verschiebung schematisch. Das fokale Strahlenbündel 28 fällt durch die Öffnung 26 an der ersten Referenzfläche 35 mit einer für die Strahlungsquelle 12 charakteristischen numerischen Apertur NA in die Schnittstelleneinheit 14 ein.
Ein aus dem einfallenden fokalen Strahlenbündel 28 beispielhaft herausgegriffener Randstrahl 48 weist einen Winkel α zur optischen Achse 46 auf. Der Strahl 48 durchläuft als erstes optisches Medium 50 Luft mit einem Brechungsindex no und trifft in einem Punkt (0) auf das Kontaktelement 38 als zweites optisches Medium. Während der Strahl 48 ohne das Kontaktelement 38 die optische Achse 46 geradlinig in einem Punkt (1) schneiden und damit einen unverschobenen Fokuspunkt (1) definieren würde (virtueller Fokuspunkt), kommt es durch den höheren Brechungsindex ni zu einer Brechung des Strahls 48 mit einem Winkel ß (< a) zur optischen Achse 46. Nachdem der Strahl 48 das Kontaktelement 38 mit Dicke b durchquert hat, tritt der Strahl 48 unter einem Winkel γ zur optischen Achse 46 in das mit 52 bezeichnete Augengewebe als drittes optisches Medium mit einem Brechungsindex r\ über. Der Strahl 48 schneidet die optische Achse 46 in einem entlang der Achse um einen Abstand c in Strahlrichtung verschobenen Punkt (2). Da auch alle anderen Strahlen des Strahlenbündels 28 sich im Punkt (2) schneiden, ist dies der posterior verschobene Fokuspunkt 44. Für den Abstand c gilt in Abhängigkeit von der Dicke b des Kontaktelements 38 und den Brechungswinkeln α, ß und γ: c = [(a(i)-a) tan a + b (tan α - tan ß)] / tan γ, (Gl. 1) wobei a(i) den Abstand des durch die Brennweite f der Optik 18 vorgegebenen virtuellen Fokuspunkts (1) (bei nicht durch das Kontaktelement 38 verschlossener Öffnung 36) von der ersten Referenzfläche 35 bezeichnet (d.h. a(i) ist die Brennweite f abzüglich des Abstands zwischen Hauptebene 24 und erster Referenzfläche 35). Die geometrische Länge a ist der in den Fign. 1 und 2 gezeigte Abstand zwischen der ersten Referenzfläche 35 und der zweiten Referenzfläche 42.
Folglich gehen Fertigungstoleranzen in der geometrischen Länge a zwischen erster Referenzfläche 35 und zweiter Referenzfläche 42 der Schnittstelleneinheit 14 sowie Toleranzen in der Dicke b des Kontaktelements 38 unmittelbar als Ungenauigkeit in die Schnitttiefe c ein. Eine Abweichung Ab in der Dicke b des Kontaktelements 38 führt zu einem Fehler Afb in der Schnitttiefe c:
Figure imgf000012_0001
wobei der Brechungsindex n0 der Luft 50 als n0 = 1 angenommen ist. Ein weiterer Fehlerbeitrag Afa entsteht für die Schnitttiefe c durch eine Abweichung Aa in der Länge a.
Die in Fig. 3 gezeigte Schnittstelleneinheit 14 vermeidet die Nachteile einer ungenauen Fokustiefe c, indem bei der Herstellung die Distanz a zwischen der ersten Referenzfläche 35 und der zweiten Referenzfläche 42 in Abhängigkeit von der jeweils tatsächlich gegebenen Dicke b oder einer optischen Dicke ni b des Kontaktelements 38 eingestellt wird.
In Fig. 2 ist der Fall a(i) = a gezeigt, d.h. der virtuelle Fokuspunkt (1) fällt mit der Außenfläche 40 des Kontaktelements 38 zusammen. Ziel des Herstellungsverfahrens ist es, eine optische Weglänge der Schnittstelleneinheit 14 zwischen erster Referenzfläche 35 und zweiter Referenzfläche 42 längs einer Achse 47 der Schnittstelleneinheit 14 so einzustellen, dass der Fokuspunkt 44 wieder mit der Außenfläche 40 zusammenfällt (Fokustiefe c = 0). Diese vorgegebene Fokuslage dient im späteren Anwendungsfall als„Nullpunkt" für die Fokussteuerung in Richtung der optischen Achse 46. Selbstverständlich kann auch von einem anderen virtuellen Fokuspunkt (1) (mit a(i) Φ a) ausgegangen werden und eine andere Fokuslage (mit Fokustiefe c Ψ 0) für die Herstellung vorgegeben werden. Die Achse 47 der Schnittstelleinheit 14 ist gleichbedeutend mit einer Konusachse des konusartigen Abstandselements 30; die Referenzflächen 35, 42 sind orthogonal zu dieser (mechanischen) Achse 47 orientiert. Im Fall, dass die optische Achse 46 des einfallenden fokalen Strahlenbündels 28 gleichermaßen orthogonal zu den Referenzflächen 35, 42 steht, liegen die Achsen 46, 47 kollinear.
Die Öffnung 36 im Abstandselement 30 weist im gezeigten Beispielfall eine umlaufende (alternativ mehrere nebeneinander liegende) Einfassungsfläche 54 auf. Unabhängig vom Justageverfahren wird das Kontaktelement 38 bei der eingestellten optischen Weglänge mit der Einfassungsfläche 54 verklebt. In einem Ausführungsbeispiel wird die exakte axiale Dicke b des Kontaktelements 38 als geometrischer Abstand seiner Innenfläche 56 und der Außenfläche 40 gemessen und daraus die geometrische Länge a längs der Achse 47 berechnet, beispielsweise durch Lösen obiger Gl. 1. Bei der Herstellung der Schnittstelleneinheit 14 wird das Kontaktelement 38 dann entlang der optischen Achse 47 relativ zum Abstandselement 30 bewegt, bis die berechnete Länge a für die gemessene Dicke b bei vorbestimmter numerischer Apertur NA der gewünschten Fokustiefe c entspricht.
Obige Gl. 1 ist von der linearen Form
Co + d(1) a + C2' (Gl. 1.1) wobei die Koeffizienten
Figure imgf000013_0001
C2 (1) = (tan α - tan ß) / tan γ durch die Strahlungsquelle 12, insbesondere die Optik 18, fest vorgegeben sind. Statt zum Einstellen der optischen Weglänge die geometrischen Größen a und b als Soll- Größe vorzugeben bzw. als Ist-Größe zu erfassen, kann der Justage die gesamte optische Weglänge Ls der Schnittstelleneinheit 14 zwischen der ersten und der zweiten Referenzfläche 35, 42,
Ls = n0 a + (ni - n0) b, (Gl. 3) und / oder die optische Dicke Lb des Kontaktelements 38,
Figure imgf000013_0002
zugrunde gelegt werden. Entsprechende Bestimmungsgleichungen folgen aus Gl. 1.1 durch Einsetzen der Gin. 3 und 4: c = Co + Ci(2) Ls + C2 (2) Lb, (Gl. 1.2) c = Co + Ci(3) a + C2 (3) Lb, (Gl. 1.3) c = Co + Cx (4) Ls + C2 (4) b, (Gl. 1.4)
Co + Ciw a + C2' (Gl. 1.5)
Beispielsweise gilt für die Größenkombination (Ls, Lb) der Gl. 1.2:
Ci(2) = Ci(1) / n0 und
C2 (2) = C2 (1) / Πι + Ci(1) (l/ni - l/n0).
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Justageapparatur mit einem Auflagetisch 57 für das Kontaktelement 38. Dieses steht axial über den Abstandshalter 30 vor und stützt sich an dem Auflagetisch 57 ab. Das Kontaktelement 38 ist so in das Abstandselement 30 eingesetzt, dass es darin zwar reibschlüssig gehalten ist, jedoch durch geeignete Stellkräfte noch axial gegenüber dem Abstandselement 30 verstellbar ist. Eine endgültige Fixierung erfolgt durch Verkleben.
Der Auflagetisch weist eine von einer Kavität 58 gebildete Strahlfalle auf. Zur Signalverstärkung kann in einer alternativen Ausführung eine Reflektorfläche 60 senkrecht zur Achse 47 eingefasst sein. Des Weiteren ist ein axial feststehender Schnittstellen- elementhalter 62 vorgesehen mit einer Positionierfläche 64.
Ein Abstandsmessgerät 70 vermag eine die optische Dicke längs der Achse 47 repräsentierende Messgröße 72 an eine Steuereinheit 74 zu senden. Die Steuereinheit 74 leitet aus der Messgröße 72 eine Stellgröße 76 ab, die einen Aktuator (nicht gezeigt) ansteuert, der den Auflagetisch 57 entlang der Achse 47 relativ zum Halter 62 bewegt.
Das Abstandsmessgerät 70 arbeitet nach dem Prinzip optischer Reflektionsmessung bei geringer Kohärenz (Optical Low-Coherence Reflectometry, OLCR). Das Abstandmessgerät 70 erzeugt einen afokalen Laserstrahl und spaltet diesen in einen Referenzzweig (nicht gezeigt) und einen afokalen Messstrahl 78 auf. Bevorzugt wird die Arbeitswellenlänge des Abstandsmessgeräts 70 in der Nähe der Wellenlänge der Strahlung des Lasersystems 10 gewählt. Bei einer wesentlichen Differenz zwischen der Wellenlänge des Messstrahls 78 und der Wellenlänge des Lasersystems 10 können in der Steuereinheit 74 geeignete Korrekturalgorithmen implementiert werden. Ein erster Reflex entsteht an der Innenfläche 56 des Kontaktelements 38. Das Kontaktelement 38 erzeugt an der Außenfläche 40 einen zweiten Reflex entsprechend der axialen Lage der zweiten Referenzfläche 42. Die in das Abstandsmessgerät 70 rückgestrahlten ersten und zweiten Reflexe werden dort jeweils mit dem Referenzzweig zur Interferenz gebracht, wobei die Weglänge des Referenzzweigs entsprechend dem Interferenzsignal verlängert oder verkürzt wird. Aus den
Referenzzweiglängen für den ersten Reflex und für den zweiten Reflex bestimmt das Abstandmessgerät 70 die optische Dicke U des Kontaktelements 38 als Messgröße 72.
Während der Justage ist die erste Referenzfläche 35 der Schnittstelleneinheit 14 an der Positionierfläche 64 festgelegt und bleibt stationär; die die zweite Referenzfläche 42 definierende Außenfläche 40 des Kontaktelements 38 liegt auf einer Oberfläche 60 des Tischs 57 auf. Dadurch ist das Kontaktelement 38 in Richtung der Achse 47 bis zum Erreichen eines von der Steuereinheit 74 beispielsweise gemäß Gl. 1.3 berechneten Abstands a als Stellgröße 76 für die gemessene optische Dicke U, verstellbar.
In einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels für die Größenkombination (Ls, l_b) ist im Schnittstellenelementhalter 62 eine für die Laserstrahlung transparente Reflexplatte 66 eingefasst. Die Reflexplatte 66 schließt zur Schnittstelleneinheit 14 hin mit einer ebenen Reflexfläche 68 bündig zur Positionierfläche 64 ab, so dass die Reflexplatte 66 an der Reflexfläche 68 einen dritten Reflex des Messstrahls 78 entsprechend der axialen Lage der ersten Referenzfläche 35 erzeugt. Aufgrund des zweiten und dritten Reflexes erzeugt das Abstandsmessgerät 70 eine die optische Länge Ls zwischen der ersten Referenzfläche 35 und der zweiten Referenzfläche 42 repräsentierende Messgröße 72. Die Steuereinheit 74 berechnet beispielsweise gemäß Gl. 1.2 aus den optischen Messgrößen Ls, eine korrigierende Stellgröße 76. Dies hat den Vorteil, dass ein Aktuator ohne absolute Längeskala für die geometrische Länge a (und sogar ohne Längenkalibrierung) eingesetzt werden kann.
Fig. 5 zeigt eine Alternative, bei der das Abstandsmessgerät 70 über eine Basis 80 und Stützen 82 mit einem Träger 84 unbeweglich verbunden ist, so dass ein an einem Ende eines Stempels 86 angebrachter Aufnehmer 87 ortsfest bezüglich des Abstandsmessgeräts 70 ist, während der Aktuator den Schnittstellenelementhalter 62 mit der darin eingefassten Reflexplatte 66 entlang der Achse 47 bewegt. Die Steuerung des Aktuators in Abhängigkeit von den an der ersten Referenzfläche 35 und der zweiten Referenzfläche 42 erzeugten Reflexen ist wie unter Bezug auf Fig. 4 beschrieben.
Der Stempel 86 und der Aufnehmer 87 können z.B. einen axialen Durchgang aufweisen, in dem ein Unterdruck herrscht, um das Kontaktelement 38 so anzusaugen, dass keine unerwünschte Wölbung der Referenzflächen induziert wird. Dies ist z.B. durch eine ringförmige Ausführung des Durchgangs (Ansaugkanal) erreichbar. So wird eine automatisiert lösbare Anbindung zwischen Aufnehmer 87 und Kontaktelement 38 für die Justage ermöglicht.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) wird Strahlung der numerischen Apertur NA an der ersten Referenzfläche 35 eingestrahlt und die Lage des Fokuspunktes 44 auf der Achse 47 (in der Nähe der zweiten Referenzfläche 42) bestimmt, während das Kontaktelement 38 entlang der Achse 47 bewegt wird, bis die gewünschte Fokustiefe c erreicht ist. Die Lage des Fokuspunktes wird durch einen CMOS- oder CCD-Sensor (mit seiner Sensorfläche quer zur Achse 47) bestimmt, dessen Position entlang der Achse 47 so gesteuert wird, dass ein vom Sensor erfass- ter Lichtfleck eine minimale laterale Ausdehnung annimmt.
Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Justageapparatur, welche eine fokussie- rende Optik 90 (dargestellt durch eine einzelne Sammellinse) aufweist, die in nicht näher dargestellter Weise starr mit einem Halter 92 für die zu justierende Schnittstelleinheit 14 verbunden ist. Die Schnittstelleneinheit 14 ist so an dem Halter 92 montierbar, dass ihre Achse 47 gleichachsig zur optischen Achse der Optik 90 liegt. Die Justageapparatur weist ferner eine Laserstrahlungsquelle 94 auf, deren erzeugte Laserstrahlung (gleiche Wellenlänge wie Lasersystem 10) als paralleles (afokales) Strahlenbündel 96 auf einen Strahlteiler 98 trifft, welcher das Strahlenbündel 96 in einen Referenzstrahl 100 sowie einen Messstrahl 102 aufspaltet. Der Referenzstrahl 100 gelangt in einen Referenzdetektor 104, in dem ein für den Wellenfrontverlauf des Referenzstrahls 100 repräsentatives Wellenfrontsignal erzeugt wird. Der (noch afokale) Messstrahl 102 wird mit zur Achse 47 der Schnittstelleneinheit 14 gleichach- siger Bündelachse in die Optik 90 eingestrahlt und durch diese auf ein fokales Strahlenbündel 106 abgebildet, dessen numerische Apertur NA identisch zu der
numerischen Apertur der im späteren Anwendungsfall zur Bearbeitung vorgesehenen fokussierten Laserstrahlung ist. Statt einer Laserstrahlungsquelle 94 kann auch eine andere Strahlungsquelle (vorzugsweise ähnlicher Mittenwellenlänge wie die des Lasersystems 10) verwendet werden, die nichtkohärente Strahlung erzeugt. Das Abstandselement 30 der Schnittstelleneinheit 14 wird fest mit dem Halter 92 verbunden. Hierzu weist der Halter 92 eine geeignete Anlagefläche für den Ringflansch 32 des Abstandselements 30 auf. Nicht näher dargestellte Klemmmittel können beispielsweise zur lösbaren Festklemmung des Abstandselements 30 an dem Halter 32 dienen.
Das Kontaktelement 38 ist wiederum bereits in die Öffnung 36 des Abstandselements 30 eingesetzt, ist dort jedoch noch nicht fixiert, sondern in Richtung der Achse 47 relativ zu dem Abstandselement 30 verschiebbar. Ein nicht näher dargestelltes, in axialer Richtung verstellbares Positionierorgan ist in lösbaren Eingriff mit dem Kontaktelement 38 bringbar, so dass durch Betätigung des Positionierorgans eine axiale Verlagerung des Kontaktelements 38 relativ zu dem Abstandselement 30 möglich ist.
Analog zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wird auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 die optische Weglänge der Schnittstelleneinheit 14 zwischen den beiden Referenzflächen 35, 42 durch relative axiale Verlagerung des Kontaktelements 38 gegenüber dem Abstandselement 30 verstellt. Die Verstellung erfolgt dabei soweit bzw. solange, bis ein aus dem Messstrahl 102 und konkret aus dem Durchgang des konvergenten Strahlenbündels 106 durch die Schnittstelleneinheit 14 abgeleitetes Signal eine vorbestimmte Bedingung erfüllt. Wenngleich im Beispielfall der Figur 6 die Optik 90 und der Halter 92 ortsfest sind und das
Kontaktelement 38 relativ zu dieser ortsfesten Baugruppe mit dem daran fixierten Abstandselement 30 verlagerbar ist, ist es selbstverständlich vorstellbar, das Kon- taktelement 38 axial zu fixieren und die Baugruppe aus Optik 90 und Halter 92 axial justierbar auszubilden.
Die Einstellung der Schnittstelleneinheit 14 erfolgt mit der Maßgabe, den Fokuspunkt 44 längs der Achse 47 in die zweite Referenzfläche 42 zu legen (d.h. Fokustiefe c=0). Um diesen Zustand überprüfen zu können, weist die Justageapparatur einen Analysedetektor 108 auf, der den Wellenfrontverlauf eines an der Außenfläche 40 des Kontaktelements 38 reflektierten, mittels des Strahlteilers 98 ausgekoppelten Strahlenbündels 110 (Reflexstrahl) analysiert. Bei richtiger axialer Einstellung des Kontaktelements 38 wird die an der Außenfläche 40 reflektierte Strahlung durch die Optik 90 in ein paralleles (afokales) Strahlenbündel abgebildet, dessen Wellenfrontverlauf dem des Referenzstrahls 100 entspricht. Ist das Kontaktelement 38 gegenüber diesem Idealzustand axial verschoben, unterscheidet sich der Wellenfrontverlauf des Reflexstrahls 110 von dem des Referenzstrahls 100. Der Analysedetektor 108 bzw. eine darin eingebaute oder mit diesem verbundene Auswerteeinheit vergleicht das von dem Referenzdetektor 104 gelieferte Referenz-Wellenfrontsignal (gleichbedeutend mit einer Soll-Wellenfront) mit einem für den Reflexstrahl 110 ermittelten, dessen Wellenfrontverlauf charakterisierenden Wellenfrontsignal (gleichbedeutend mit einer Ist-Wellenfront) und bewirkt abhängig von einer Abweichung zwischen den beiden Wellenfrontsignalen eine axiale Verlagerung des Kontaktelements 38 relativ zu dem Abstandselement 30, bis diese Abweichung verschwindet oder nach Maßgabe vorgegebener Schwellen minimiert ist. Bei hinreichender Übereinstimmung zwischen der Ist- Wellenfront und der Soll-Wellenfront wird das Kontaktelement 38 in seiner eingestellten axialen Position relativ zum Abstandselement 30 fixiert, vorzugsweise wiederum durch Verkleben.
Indem bei dem vorstehenden Justagevorgang ein Messstrahl derselben numerischen Apertur eingesetzt wird wie in der beabsichtigten Applikation, kann die Schnittstelleneinheit 14 mit einer solchen geometrischen Länge a gefertigt werden, die gewährleistet, dass in der späteren Applikation die axiale Position des Fokus exakt an der gewünschten Lage relativ zur zweiten Referenzfläche 42 liegt.
In allen vorgenannten Ausführungsbeispielen kann die Anlagefläche 34 statt eines umlaufenden Flansches 32 eine (die erste Referenzfläche 35 definierende) Drei- Punktlagerung vorsehen. Das Herstellungsverfahren ist in entsprechender Weise für eine gekrümmte Innenfläche 56 oder eine gekrümmte Außenfläche 40 des Kontaktelements 38 anwendbar. Zusätzlich oder ergänzend kann eine transparente Korrekturkammer (nicht gezeigt) im Abstandselement 30 zur Aufnahme eines Gases vorgesehen sein. Die Korrekturkammer wird von der Achse 47 durchlaufen. Durch Erhöhen oder Senken des Gasdrucks in der Korrekturkammer kann die optische Dichte der Korrekturkammer und damit die optische Weglänge der Schnittstelleneinheit 14 entlang der Achse 47 eingestellt werden. Die eingestellte optische Weglänge kann sodann durch Verschließen der Korrekturkammer fixiert werden.
Das Herstellungsverfahren kann zur Fertigung einer jeden Schnittstelleneinheit für Lasermaterialbearbeitungsgeräte eingesetzt werden, bei denen eine stabile Positionierung des Bearbeitungsgebietes über die Schnittstelleneinheit erfolgt. Die mit dem Herstellungsverfahren erreichte Fokuslage 44 ist unabhängig von Fertigungstoleranzen der geometrischen Abmessungen des Abstandselements 30, insbesondere seiner Länge in Richtung der Achse 47, als auch unabhängig von Fertigungstoleranzen der optischen Dichte ni und geometrischen Abmessungen des Kontaktelements 38, insbesondere seiner Dicke b. Zugleich kann die Fokuslage 44 bezüglich der Außenfläche 40 (und so beispielsweise eine Schnitttiefe c im Zielgewebe) mit einer Genauigkeit von wenigen Mikrometern, vorzugsweise weniger als 5 pm und insbesondere von etwa 1 μιη, erreicht werden. Eine Gruppe entsprechend hergestellter Schnittstelleneinheiten 14 kann hinsichtlich der geometrischen Länge a eine Streuung aufweisen, die die Streuung der Fokustiefe c übertrifft.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Schnittstelleneinheit (14) mit einer ersten Referenzfläche (35) zum Einstrahlen von Strahlung (28), einer zweiten Referenzfläche (42) zur Abgabe der Strahlung und einer in Richtung von der ersten zur zweiten Referenzfläche verlaufenden Achse (47), umfassend die Schritte
Einstellen einer optischen Weglänge der Schnittstelleneinheit zwischen der ersten und zweiten Referenzfläche entlang der Achse, so dass an der ersten Referenzfläche eingestrahlte Strahlung einer bestimmten numerischen Apertur (NA) eine bezüglich der zweiten Referenzfläche in Richtung der Achse vorgegebene Fokuslage (c; 44) aufweist, und
Fixieren der eingestellten optischen Weglänge der Schnittstelleneinheit.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die optische Weglänge der Schnittstelleneinheit (14) durch für die Strahlung transparente Medien (50, 38) unterschiedlicher optischer Dichten (n0, n^ zwischen erster und zweiter Referenzfläche (35, 42) bestimmt ist und die optische Weglänge der Schnittstelleneinheit eingestellt wird durch Ändern mindestens einer der optischen Dichten und/oder durch Verschieben mindestens einer Grenzfläche der Medien in Richtung der Achse (47), insbesondere durch Verstellen der ersten und zweiten Referenzfläche relativ zueinander.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Referenzfläche (42) von einer Oberfläche (40) einer für die Strahlung transparenten, insbesondere planparallelen Applanationsplatte (38) gebildet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei zum Fixieren der eingestellten optischen Weglänge die Applanationsplatte (38) mit einem Halter (30) verklebt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend die Schritte: mittels einer Messstrahlung (78) längs der Achse, Erfassen der optischen Weglänge ( ) mindestens eines Mediums (38) der Schnittstelleneinheit (14), insbesondere einer Applanationsplatte, und/oder Erfassen der optischen Weglänge (Ls) der Schnittstelleneinheit zwischen der ersten und zweiten Referenzfläche (35, 42),
Ermitteln einer Stellgröße (76) zur Steuerung eines die erste und zweite Referenzfläche relativ zueinander in Richtung der Achse verstellenden Aktuators auf Grundlage der erfassten optischen Weglänge ( ; Ls, Lb).
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die optische Weglänge interferometrisch erfasst wird, vorzugsweise durch optische Reflektometrie niedriger Kohärenz (OLCR).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die eingestrahlte Messstrahlung (78) afokal ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Ermitteln ein Berechnen einer geometrischen Länge (a) der Schnittstelleneinheit (14) auf Grundlage der erfassten optischen Weglänge und der vorgegebenen Fokuslage umfasst.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend die Schritte:
Einstrahlen einer Messstrahlung (96) mit der bestimmten numerischen Apertur an der ersten Referenzfläche (35) in die Schnittstelleneinheit (14),
Erfassen eines Signals der Messstrahlung nach wenigstens einmaligem Durchgang durch die Schnittstelleneinheit, und
Verstellen der ersten und zweiten Referenzfläche (35, 42) relativ zueinander in Richtung der Achse (47) abhängig von dem erfassten Signal, insbesondere abhängig von einer Abweichung zwischen dem erfassten Signal und einem Referenzsignal.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das erfasste Signal eine mittels eines Analysedetektors (108) erfasste Ist-Wellenfront der an der zweiten Referenzfläche (42) reflektierten Messstrahlung (96) charakterisiert.
11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend den Schritt
Auskoppeln einer Referenzstrahlung (100) aus der Messstrahlung,
wobei das Referenzsignal eine mittels eines Referenzdetektors (104) erfasste Soll- Wellenfront der Referenzstrahlung charakterisiert.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei ein Teilerspiegel (98) zur Auskopplung sowohl der Referenzstrahlung (100) als auch der reflektierten Messstrahlung eingesetzt wird.
13. Gruppe von Schnittstelleneinheiten, die jeweils umfassen:
eine erste Referenzfläche (35) zur Positionierung der Schnittstelleneinheit (14) bezüglich einer Strahlungsquelle (12) mit Strahlung (28) einer für die Gruppe einheitlich bestimmten numerischen Apertur (NA), eine in Richtung einer Achse (47) der Schnittstelleneinheiten um eine geometrische Länge (a) von der ersten Referenzfläche beabstandete zweite Referenzfläche (42) zur Abgabe der Strahlung und Positionierung eines Bestrahlungsobjekts (16) bezüglich der Schnittstelleneinheit,
wobei innerhalb der Gruppe eine Streuung einer Fokuslage (c; 44) der Strahlung in Richtung der Achse bezüglich der zweiten Referenzfläche kleiner ist als eine Streuung der geometrischen Länge.
14. Gruppe nach Anspruch 13, wobei die Schnittstelleneinheiten (14) jeweils ein für die Strahlung transparentes Kontaktelement (38) mit einer die zweite Referenzfläche (42) bildenden Kontaktfläche (40) zur Anlage an einem Bestrahlungsobjekt sowie einen die erste Referenzfläche (35) bildenden, eine oder mehrere Kopplungsanlageformationen (32) zur Ankopplung an eine Komponente der Strahlungsquelle, insbesondere ein Fokussierobjektiv, aufweisenden Halter (30) für das Kontaktelement umfassen.
15. Gruppe nach Anspruch 14, wobei der Halter (30) einen sich nach Art eines Trichters aufweitenden Halterungskörper aufweist, an dessen schmalem Ende das Kontaktelement (38) angeordnet ist.
16. Gruppe nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Schnittstelleneinheiten (14) jeweils insgesamt zwei für die Strahlung transparente Medien (50, 38) unterschiedlicher optischer Dichten zwischen erster und zweiter Referenzfläche aufweisen, wobei eines der Medien Luft ist und das andere Medium von dem Kontaktelement gebildet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050201221A1 (en) * 2001-08-29 2005-09-15 Sony Corporation Object lens producing device and producing method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050201221A1 (en) * 2001-08-29 2005-09-15 Sony Corporation Object lens producing device and producing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013053367A1 (en) * 2011-10-10 2013-04-18 Wavelight Gmbh System, interface devices, use of the interface devices and method for eye surgery

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