(57)【要約】非線形相互作用を用いて治療用放射（４、６）で組織（３９）を処置することによる眼の治療のためのシステムにおいて、治療用放射を送達するレーザ装置（３、５）が提供される。治療用放射は、集光装置（１０）によって撮像領域内に集光され、及びｘｙスキャナ（９）とｚスキャナ（７、８）とは、処置空間内で焦点を横方向及び縦方向に移動させる。治療用放射は、第二の短パルス放射（６）又は第一の短パルス放射（４）であって、その各々は、短パルス特性によって画定される波長範囲（３７、３８）内にスペクトル重心（３０、３１）を有する、第二の短パルス放射（６）又は第一の短パルス放射（４）のいずれかである。システムは、特に、縦色収差（Ｚ）及び横色収差（Ｆ）に関して、２つの収差のスペクトル特性曲線（２５、３３）が波長範囲内の極値及び波長範囲内の特定の誤差（２７、３５）をそれぞれ有するように補正される。
2019520937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療用放射（４、６）との非線形相互作用によって組織（３９）を処置することによる眼の治療のためのシステムであって、
−  前記治療用放射（４、６）を提供するレーザ装置（３、５）と、
−  治療空間内にある撮像領域を含む集光装置（１０）であって、前記処置が非線形相互作用によって前記組織（３８）内で生成可能であるように前記治療用放射（４、６）を前記撮像領域内の焦点（３６）に集光する集光装置（１０）と、
−  前記集光装置（１０）の上流に設置されたｘｙスキャナ装置（９）であって、前記撮像領域内の前記焦点（３６）を横に移動させるためのｘｙスキャナ装置（９）と、
−  前記治療空間内の前記焦点（３６）の深さ位置を調整するｚスキャナ装置（７、８）と、
−  前記ｘｙスキャナ装置（９）及び前記ｚスキャナ装置（７、８）を制御する制御装置（Ｓ）と
を含むシステム（１）において、
−  前記レーザ装置（３、５）は、前記治療用放射として、第一の重心波長（３０）の第一の短パルス放射（４）と、前記第一の重心波長（３０）と少なくとも３００ｎｍだけ異なる第二の重心波長（３１）の第二の短パルス放射（６）とを提供し、前記第一の短パルス放射（４）は、前記第一の短パルス放射（４）のパルス長により、前記第一の重心波長（３０）を中心とする第一の波長範囲（３７）をカバーし、及び前記第二の短パルス放射（６）は、前記第二の短パルス放射（６）のパルス長により、前記第二の重心波長（３１）を中心とする第二の波長範囲（３８）をカバーし、
−  前記システム（１）は、前記第一の短パルス放射（４）又は前記第二の短パルス放射（６）のいずれかで動作し、
−  前記システム（１）は、縦色収差（Ｚ）及び横色収差（Ｆ）に関して、
−−  前記システム（１）が前記２つの重心波長（３０、３１）の少なくとも一方において縦色収差（Ｚ）を有し、両方の波長範囲（３０、３１）において、前記縦色収差（Ｚ）のスペクトル特性曲線（２５）が縦色収差誤差（２７）内で一定であり、且つ
−−  前記システム（１）が前記２つの重心波長（３０、３１）の少なくとも一方において横色収差を有し、両方の波長範囲（３０、３１）において、前記横色収差（Ｆ）のスペクトル特性曲線（３３）が横色収差誤差（３５）内で一定であるように構成され、及び
−  前記制御装置（Ｓ）は、前記横色収差が前記焦点（３６）の前記横移動に関する適切な偏向関数（３４）によって補償されるように前記ｘｙスキャナ装置（９）を制御するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記第一の波長範囲内の波長は、前記縦色収差（Ｚ）のための基準波長として使用され、及び前記制御装置（Ｓ）は、前記第二の短パルス放射（４）での動作中、前記縦色収差（Ｚ）が前記焦点（３６）の深さ位置オフセットによって補償されるように前記ｚスキャナ装置（７、８）を制御するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第一の波長範囲内の波長は、前記縦色収差（Ｚ）のための基準波長として使用され、及び前記システム（１）は、前記第二の短パルス放射（４）にのみ作用するか、又は前記第二の短パルス放射（４）での動作中にのみ作動されるリフォーカシング素子（１５）を含み、前記リフォーカシング素子は、前記縦色収差を前記焦点（３６）の深さ位置オフセットによって補償する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第二の短パルス放射（４）にのみ作用するか、又は前記第二の短パルス放射（４）での動作中にのみ作動されるリフォーカシング素子（１５）を含み、前記リフォーカシング素子は、前記第二の波長範囲（３８）内の前記縦色収差（Ｚ）の前記特性曲線（２５）が前記縦色収差誤差（２７）内で一定であるようにする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記第一の短パルス放射（４）のための第一の入力ビーム経路及び前記第二の短パルス放射（６）のための第二の入力ビーム経路と、前記集光装置（１０）の上流に設置されたビームコンバイナ（４）とを含み、前記ビームコンバイナは、前記２つの入力ビーム経路を合流させるか、又は前記２つの入力ビーム経路を切り換え、前記第一の入力ビーム経路及び前記集光装置（１０）は、共同で前記第一の波長範囲（３７）内の前記縦色収差（Ｆ）の前記一定のスペクトル特性曲線（２５）を生じさせ、前記制御装置によって制御される補正部材（１５ｂ、１５ｃ）は、前記ビーム経路内で前記ビームコンバイナ（１８）の下流に設置され、前記補正部材は、補正効果上、無効化が可能であり、及び前記補正部材は、前記第二の波長範囲（３８）内の前記縦色収差（Ｚ）の前記スペクトル特性曲線（２５）を生じさせ、前記スペクトル特性曲線は、前記補正効果が有効化されている間、前記縦色収差誤差（２７）内で一定であり、前記制御装置（Ｓ）は、前記第二の短パルス放射（６）が前記システム（１）を通過するときに前記補正部材（１５ｂ、１５ｃ）をその補正効果に関して有効化し、且つ前記第一の短パルス放射（４）が前記システム（１）を通過するときに前記補正部材（１５ａ、１５ｂ）をその補正効果に関して無効化する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記集光光学ユニット（１０）は、前記ｘｙスキャナ装置（９）の下流に設置され、及び前記補正部材（１５ｄ）は、前記集光光学ユニット（１０）の瞳孔内での有効化のために切換え可能であり、好ましくは旋回可能である、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記集光光学ユニット（１０）は、前記ｘｙスキャナ装置（９）の下流に設置され、及び前記補正部材（１５ｂ）は、前記集光光学ユニット（１０）の瞳孔内に配置され、且つ調整可能光学素子（１５ｂ）として、特に多焦点レンズ又はＭＥＭＳアレイとして実施される、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記第一の短パルス放射（４）のための第一の入力ビーム経路及び前記第二の短パルス放射（６）のための第二の入力ビーム経路と、前記集光装置（１０）の上流に設置されたビームコンバイナ（１８）とを含み、前記ビームコンバイナは、前記２つの入力ビーム経路を合流させるか、又は前記２つの入力ビーム経路を切り換え、前記第一の入力ビーム経路及び前記集光装置（１０）は、共同で前記第一の波長範囲（３７）内の前記縦色収差（Ｚ）の前記一定のスペクトル特性曲線（２５）を生じさせ、前記ビームコンバイナ（１８）は、前記第二の短パルス放射（６）にのみ作用し、且つ前記第二の波長範囲（３８）内の前記縦色収差（Ｚ）の前記スペクトル特性曲線（２５）を生じさせる補正部材（１５ｄ）を含み、前記スペクトル特性曲線は、前記縦色収差誤差（２７）内で一定である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記第一の短パルス放射（４）のための第一の入力ビーム経路及び前記第二の短パルス放射（６）のための第二の入力ビーム経路と、前記集光装置（１０）の上流に設置されたビームコンバイナ（１８）とを含み、前記ビームコンバイナは、前記２つの入力ビーム経路を合流させるか、又は前記２つの入力ビーム経路を切り換え、前記第一の入力ビーム経路及び前記集光装置（１０）は、共同で前記第一の波長範囲（３７）内の前記縦色収差（Ｚ）の前記一定のスペクトル特性曲線（２７）を生じさせ、前記第二の入力ビーム経路は、前記第二の波長範囲（３８）内の前記縦色収差（Ｚ）の前記スペクトル特性曲線（２５）を生じさせる補正部材（１５ａ、１６）を含み、前記スペクトル特性曲線は、前記縦色収差誤差（２７）内で一定である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ｚスキャナ装置（９）は、前記第二の短パルス放射（６）のための第二のｚスキャナ（８）であって、前記第二の入力ビーム経路内に配置される第二のｚスキャナ（８）と、前記第一の短パルス放射（４）のための第一のｚスキャナ（７）であって、前記第一の入力ビーム経路内に配置される第一のｚスキャナ（７）とを含み、前記補正部材（１６）は、前記第二のｚスキャナ（８）内に配置される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第二のｚスキャナ（８）は、可動光学部材（１７）及び固定光学部材（１６）を備えるテレスコープとして構成され、前記固定光学部材（１６）は、前記補正部材としても構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
請求項３に戻って参照して、前記補正部材（１５ａ〜ｄ、１６）は、前記リフォーカシング素子としても構成される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記集光装置（１０）は、前記２つの波長範囲の一方の単色収差に関して補正され、且つ前記集光装置は、他方の波長範囲における残留単色収差を有し、及び前記残留単色収差を補償する補償光学ユニット（１５ａ、１５ｄ）は、前記他の波長範囲内の前記放射のみによって通過されるビーム経路内に配置される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記補正部材及び前記補償光学ユニットは、組み合わされて補正光学部材（１５ａ、１５ｄ）を形成する、請求項５〜１２のいずれか一項と組み合わせた請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記２つの重心波長の一方は、４２０ｎｍ以下であり、好ましくは３８０〜４２０ｎｍであり、及び前記２つの重心波長の他方は、７３０ｎｍ以上であり、好ましくは１０３０〜１０６０ｎｍである、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記２つの波長範囲は、それぞれ３０ｎｍ以下の幅であり、好ましくはそれぞれ１５ｎｍ以下の幅である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ｚスキャナ装置（７、８）のｚ移動量は、少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも３ｍｍ、さらに好ましくは少なくとも５ｍｍ、特に好ましくは少なくとも１３ｍｍである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、治療用放射との非線形相互作用によって組織を処置することによる眼の治療のためのシステムであって、治療用放射を提供するレーザ装置と、治療空間内にある撮像領域を含む集光装置であって、処置が非線形相互作用によって組織内で生成可能であるように治療用放射を撮像領域内の焦点に集光する集光装置と、集光装置の上流に設置されたｘｙスキャナ装置であって、撮像領域内の焦点を横方向に移動させるためのｘｙスキャナ装置と、治療空間内の焦点の深さ位置を調整するｚスキャナ装置と、ｘｙスキャナ及びｚスキャナを制御する制御装置とを含むシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
眼の治療へのシステムの適用の例は、レーザ屈折矯正手術又はレーザ白内障手術である。屈折矯正手術では、レーザ放射で角膜内に表面剥離部を作り、それにより、ある体積部分を分離してそれを除去可能にする。この体積部分は、その除去が、以前に存在した屈折異常が補償されるように角膜の曲率を変化させる大きさにされる。白内障手術では、白濁した生来の水晶体が人工眼内レンズ（ＩＯＬ）に置換される。そのために、水晶体の水晶体嚢の前側に穴が切り取られる。事前に破砕された後、水晶体は、この穴を通して取り除かれ、人工眼内レンズ（ＩＯＬ）が挿入される。剥離部は、前房への必要なアクセスを確保するために角膜及び／又は強膜に作られる。加えて、角膜乱視を軽減させることを目的として、角膜上の切開、例えば弧状切開が可能である。いわゆる「後発白内障」の場合、術後に後方水晶体嚢の全部又は一部の除去が必要となり得る。ここで、「嚢切開」という用語は、水晶体嚢（その前及び／又は後側）に切開傷を導入するために使用される。ここで、例えば、光切断によって眼組織を「切開する」ために短パルスレーザが使用される。
【０００３】
レーザ放射によって組織内部で治療効果を得るために、レーザ放射はまた、組織の内部でその相互作用を展開させなければならない。したがって、眼科では、実際に組織がそれを透過させるように見えるレーザ放射が使用され、治療効果をトリガするエネルギー密度が空間的に厳しく制約された焦点で生成される。多くの場合、プロセス中に光による破壊が起こり、これは、文献では光切断とも呼ばれる。通常、短パルスレーザ放射が利用され、これは、狭い焦点に集光される。焦点の寸法は、重要なパラメータである。これは、焦点の深さ位置及び深さ範囲にも当てはまる。従来のアブレーション技術では、いずれのパラメータも関連性がなく、なぜなら、前記技術では物質の表面で１層ずつアブレーションが行われ、すなわち物質内部での作用がないからである。
【０００４】
（特許文献１）は、フェムト秒レーザのパルスを水晶体中に集光させることにより、水晶体嚢を切開することを提案している。（特許文献２）は、短パルスレーザのパルスを三次元切断パターンで天然の水晶体中に集光させることにより、切断によって水晶体を小片に破砕し、続いて気泡を形成させ、それによりこれを液化させることを開示している。
【０００５】
フェムト秒レーザを偏向させる目的のため、第一に、眼内でレーザビームを横方向にｘ／ｙ偏向させるための静止した対物レンズ及び高速ミラースキャナと、眼の光軸に沿って焦点位置をｚ偏向させるための低速で調整可能なレンズとを利用する。例えば、このようなシステムは、（特許文献３）又は（特許文献４）に記載されている。第二に、対物レンズが横方向に低速で移動されるシステムも知られており、この場合、眼の光軸に沿って焦点をｚ偏向させるための高速移動レンズが利用される。このようなシステムは、いわゆる対物レンズ走査を行い、例えば（特許文献５）に記載されている。
【０００６】
フェムト秒レーザの集光パルスによる眼の治療の範囲内において、焦点は、特定の深度調整範囲にわたって鮮鋭に結像されなければならない。眼の角膜で利用する場合、０．５〜２ｍｍの焦点移動量が実現されなければならない。水晶体及び角膜の両方における用途では、１５ｍｍまでの焦点移動量が必要となる。
【０００７】
多くの光学分野にとって２つの異なる波長での動作が望ましい。治療用放射との非線形相互作用による組織の処置を目的として、又は眼の観察を目的として、紫外又は赤外のいずれかにおけるフェムト秒パルスの利用がアイケアにおいて知られている。非線形相互作用のため又は高い観察品質のために必要なエネルギー密度を取得するために、一次色収差（縦色収差及び横色収差）を適正に補正しなければならない。短パルスであるという放射の性質により、補正は、重心波長についてだけでなく、短パルスの性質からの波長範囲についても必要となる。この波長範囲の端は、二次波長を表し、そこでも依然として色収差の良好な補正が必要である。色収差が除去されないと、光学系を通過する際にｆｓパルスの幅が広くなり、所定の用途に必要な集光空間内のパワー密度に達しない。ＵＶ放射を利用する用途では、重心波長は、例えば、４０５ｎｍであり、波長範囲は、４００ｎｍ〜４１０ｎｍにわたる。２つの波長、すなわち例えば二次波長４００ｎｍ及び４１０ｎｍでのシステムの従来の単色化では、このスペクトル範囲から離れた波長（すなわち例えば１０３０ｎｍ〜１０５０ｎｍ）について強い残留収差が生じる。これらの残留収差は、利用可能な高機能ガラスの特徴的分散から生じる。特定の状況では、縦色収差及び横色収差は、特異な分散を有するいわゆるエキゾティック特定用途ガラスを使用することにより、さらなる波長（例えば、１０４０ｎｍの第一の中間波長）について補正できる。したがって、４つの波長、すなわち４００ｎｍ、４１０ｎｍ、１０３０ｎｍ及び１０５０ｎｍでの補正（スーパーアポクロマート補正）が必要となる。理論上、これは、複雑なガラス選択を計算することによって理論的に可能であるが、現実には、非常に高い技術的費用をかけなければ実施できない。４つの波長について縦及び横色収差の両方を同時に補正しなければならないという事実も、このような従来の解決策にとっての障害である。特定のシステム部分では、特定用途ガラスの使用により、両方の収差に対する補正効果が生じ、すなわち、使用される特定用途ガラスが縦及び横色収差の両方にプラスの効果を有する。しかしながら、中間像又は瞳孔面後に横色収差に対する効果が逆転し、したがって、次の中間像又は次の瞳孔面まで、使用される特定用途ガラスは、２つの収差の一方についての補正を妨害する。これは、最初に述べたシステム部分までに既に補正効果が使い切られた場合、さらに複雑化する。問題に対する代替的な解決策は、異なる波長範囲での動作を同時に実行する必要がない場合、光学システム全体の交換（光学ユニットの旋回）にあるでろう。これは、機械系及び光学ユニットの面で多大な費用を必要とする。
【０００８】
特に撮像領域内で焦点を横に移動させる走査システムの場合、横色収差が特に問題となり、なぜなら、これらは、走査システム内でスキャナが横にふれることによって生じる像の高さに依存するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６３２５７９２Ｂ１号明細書
【特許文献２】米国特許第５２４６４３５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／１９５０７６Ａ１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／１３１９２１Ａ１号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１０２０１１０８５０４６Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明は、冒頭に記載の種類のシステムを、２つの重心波長であって、それらの間の距離が比較的大きい２つの重心波長の場合に組織内の非線形相互作用による処置が可能であるように構成するという目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、請求項１において定義される。
【００１２】
システムは、眼の治療のために構成され、組織は、治療用放射との非線形相互作用によって処置される。レーザ装置は、治療用放射を提供する。集光装置は、治療空間内にある撮像領域を含み、且つ治療用放射を撮像領域内の焦点に集光する。焦点及びレーザ装置は、組織内の処置が線形相互作用によって行われるように構成される。ｘｙスキャナ装置は、集光装置の上流に設置される。それは、撮像領域内の焦点を横方向に移動させる。さらに、システムは、治療空間内の焦点の深さ位置を調整するｚスキャナ装置を含む。ｘｙスキャナ及びｚスキャナは、制御装置によって制御される。レーザ装置は、治療用放射を提供する。第一の短パルス放射は、第一の重心波長にある。第二の短パルス放射は、第一の重心波長と少なくとも３００ｎｍ、好ましくは５００ｎｍだけ異なる第二の重心波長にある。パルス長により、特に１ｐｓ〜１ｆｓのパルス長範囲において、これらの２つの短パルス放射は、それぞれの重心波長を含む波長範囲をそれぞれカバーする。システムは、少なくとも２つの切換え可能な動作モードを有する。それは、第一の動作モードでは第一の短パルス放射で、且つ第二の動作モードでは第二の短パルス放射で動作する。縦色収差及び横色収差に関して、システムは、システムが２つの重心波長の少なくとも一方において縦色収差を有するように構成される。第一及び第二の波長範囲において、縦色収差のスペクトル特性曲線は、実質的に水平に延びる。曲線は、縦色収差誤差内で一定である。さらに、横色収差に関して、システムは、集光装置が２つの重心波長の一方において横色収差を示すように構成される。両方の波長範囲において、横色収差のスペクトル特性曲線は、横色収差誤差内で一定である。そのため、特性曲線は、両方の波長範囲内で実質的に水平な部分を有する。制御装置は、横色収差が焦点の横移動について適切に適合された偏向関数によって補償されるようにｘｙスキャナ装置を制御するように構成される。
【００１３】
しかしながら、システムは、検査のためにも構成され得る。したがって、治療用放射は、検査用放射又は測定用放射を構成する。ここで、検査は、非線形相互作用、例えば多光子プロセスによって実行され得る。しかしながら、これは、必須ではない。システムのこのような改良に関して決定的であることは、縦色収差及び横色収差が上記の誤差範囲内で一定である波長範囲が、第一及び第二の短パルス放射について、特に１ｐｓ〜１ｆｓのパルス長範囲の放射の短パルスの性質の結果として生じるという点のみである。
【００１４】
治療用放射を提供するレーザ装置は、治療用放射との非線形相互作用によって組織を処置することにより、眼を治療するシステムにおいて提供される。治療用放射は、集光装置によって撮像領域内に集光され、ｘｙスキャナ及びｚスキャナは、治療空間内で焦点を横方向及び深さ方向に移動させる。短パルスという性質の結果として、治療用放射は、ある波長範囲にわたる。縦色収差及び横色収差に関して、このシステムは、特によく補正され、そのため、両方の収差のスペクトル特性曲線は、その波長範囲内の極値をそれぞれ有し、その波長範囲内で特定の誤差を超えず、すなわち、特性曲線は、非常に平坦である。
【００１５】
縦色収差又はそれに関連するスペクトル特性曲線は、波長に応じた焦点位置の軸方向の変化を表す。縦色収差は、例えば、必ずではないが、第一又は第二の重心波長に関する基準波長の軸方向の焦点位置に関して明示される。したがって、基準波長の縦色収差は、定義上、ゼロと等しく、特性曲線は、ゼロを有する。
【００１６】
システムは、重心波長の少なくとも一方において縦色収差を有する。２つの重心波長の一方が縦色収差のための基準波長とされる場合、縦色収差は、２つの重心波長のそれぞれの他方で発生する。２つの重心波長のいずれも縦色収差のための基準波長でない場合、システムは、両方の重心波長において縦色収差を示す。縦色収差誤差内の特性曲線の平坦さは、システムが、第一の波長範囲内において、この波長範囲内のある波長、例えば第一の重心波長が基準波長として選択された場合に縦色収差を有さないという結果を有する。同じことが、第二の波長範囲にも、この波長範囲内のある波長が基準波長として選択された場合に当てはまる。
【００１７】
同様の状況は、横色収差について生じる。横色収差又はそれに関連するスペクトル特性曲線は、波長に応じた光軸に対する又は光の伝播方向に対する横向きの焦点位置の横の変化を表す。横色収差は、例えば、必ずではないが、第一又は第二の重心波長に関する基準波長の横方向の焦点位置に関して明示される。したがって、基準波長の縦色収差は、定義上、ゼロと等しく、特性曲線は、ゼロを有する。
【００１８】
システムは、重心波長の少なくとも一方において横色収差を有する。２つの重心波長の一方が横色収差のための基準波長とされる場合、横色収差は、２つの重心波長のそれぞれの他方で発生する。２つの重心波長のいずれも横色収差のための基準波長でない場合、システムは、両方の重心波長において横色収差を示す。横色収差誤差内の特性曲線の平坦さは、システムが、第一の波長範囲内において、この波長範囲内のある波長、例えば第一の重心波長が基準波長として選択された場合に横色収差を有さないという結果を有する。同じことが、第二の波長範囲にも、この波長範囲内のある波長が基準波長として選択された場合に当てはまる。
【００１９】
収差誤差により、対応する縦色収差又は横色収差は、依然として上記の波長範囲内で小さい変化を有することが許容され、すなわち、短パルス放射の焦点によってカバーされる体積は、縦色収差の場合には軸方向に拡張し、横色収差の場合には横方向に拡張する。ここで、「小さい」という用語は、拡張により、例えば非線形相互作用又は所望の観察品質を生成するための短パルス放射の効果の条件が損なわれないような大きさである。別の表現をすれば、縦色収差誤差は、短パルス放射の集光空間の軸方向の拡張が、非線形相互作用の生成が障害されないか又は許容不能な程度に障害されない範囲に限定されたままであるような大きさである。同じことが横色収差の横方向にも当てはまる。実施形態において、縦色収差誤差は、例えば、被写界深度の特定の倍数、例えば集光装置の被写界深度の０．１×、０．２×、０．５×、１×、又は２×である。それと組み合わせることができる他の実施形態において、横色収差誤差は、いわゆるエアリの直径に関する横方向の焦点距離の特定の倍数、例えばエアリの直径の０．１×、０．２×、０．５×、１×、又は２×である。したがって、特性曲線のこの不変性は、短パルス放射が短パルスの性質によるそれぞれの重心波長に関する波長範囲をカバーするために必要となる。これは防止できない。例えば、４０５ｎｍの重心波長の場合、波長範囲の幅は、１０ｎｍである。例えば、重心波長が１０４０ｎｍである場合、その幅は、２０ｎｍである。対応する誤差内での横色収差及び縦色収差の不変性により、その波長範囲は、システム内において、特に集光装置により、その範囲の幅が、非線形相互作用が達成されなくなるか若しくはそれが十分な程度まで達成されなくなるか、又は所望の観察品質が損なわれるほど大きく集光空間を拡張させないように導入されることが確実となる。
【００２０】
スペクトル特性曲線に関する要求事項の結果として、このシステムでは、光学系のアポクロマティゼーションが不要となり得る。重心波長の少なくとも一方において横色収差が（一定ではあるが）残ることにより、ｘｙスキャナ装置によって調整された偏向角度がもたらされ、その横色収差による治療空間内の横方向の変位を増減が得られる。横色収差がわかっているため、制御装置により、このような焦点の余分な横方向への移動は、ｘｙスキャナ装置の適切に適応された駆動によって確実に補償される。そのため、複雑な補正は、驚くほど簡単な方法において、ｘｙスキャナ装置の適応された作動に置き換えられる。
【００２１】
第二及び第一の重心波長間に存在する縦色収差も、制御装置により、それが、縦色収差の影響を受ける短パルス放射での動作中に焦点の深さ位置が適切に適応されたオフセットで補償されるようにｚスキャナを作動させることによって補償できる。当然のことながら、縦色収差のスペクトル特性曲線に必要な不変性により、縦色収差は、第一の波長範囲について、焦点の深さ位置の単純なオフセットを生成するが、許容不能な軸方向の焦点変形を生じさせない。
【００２２】
ｚスキャナ装置が縦色収差を相応に補償する代わりに又はそれに加えて、収差によって影響を受ける短パルス放射にのみ作用するか、又は前記場合にのみ動作されるリフォーカシング素子を使用することが可能であり、前記リフォーカシング素子は、焦点の深さ位置における適切なオフセットによって縦色収差を部分的に補償するか又は完全に補償する。
【００２３】
２つの短パルス放射を用いたシステムの交互の動作、すなわち前述の動作モードは、実施形態では、第一の短パルス放射のための第一の入力ビーム経路及び第二の短パルス放射のための第二の入力ビーム経路を含み、且つ集光装置の上流に設置されたビームコンバイナをさらに含むシステムにより、ほとんど費用をかけずに実現でき、前記ビームコンバイナは、２つの入力ビーム経路を合流させるか、又はこれらの２つの入力ビーム経路を切り換える。このようにして、それぞれの個々の入力ビーム経路内での縦色収差の補正を提供することが可能であるか、又はこれが好ましいが、第一の入力ビーム経路又は集光装置を、この波長範囲内の縦色収差のスペクトル特性曲線が前述の縦色収差誤差内で一定であるように補正することが可能である。したがって、制御装置によって制御される補正部材は、実施形態において、ビーム経路内のビームコンバイナの下流に配置され、前記補正部材は、第二の波長範囲についての補正効果に関して動作可能である。補正効果が有効である場合、補正部材は、第二の波長範囲において縦色収差誤差内で一定の縦色収差のスペクトル特性曲線が提供されるように光路を変更する。制御装置は、第二の短パルス放射がシステムを通過するときのみ、その補正効果に関して補正部材を有効化する。それは、第一の短パルス放射がシステムを通過するときに補正部材をその補正効果に関して無効化し、なぜなら、システムは、この放射について既に補正されたからである。そのため、第一の短パルス放射に関して既に理想の色収差を有する光学系は、第二の短パルス放射での動作についても、ほとんど費用を必要とせずに、すなわち前述の補正部材を用いることで拡張できる。横色収差をできるだけ回避するために、補正部材を集光光学系の瞳孔内に、好ましくは旋回してその中に移動させて配置することが好ましい。部材は、調節可能な光学素子として、特に多焦点レンズ又はＭＥＭＳアレイとして構成することもでき、これは、相応に光学素子を設定する制御装置により、その補正効果に関して有効化又は無効化される。
【００２４】
ビームコンバイナの下流に提供される補正部材の代わりに、ビームコンバイナを、前述の特性を有する補正部材を含むように実施することも可能であり、この部材は、第二の短パルス放射に対してのみ作用する。
【００２５】
２つの入力ビーム経路を有し、第一の入力ビーム経路又は集光装置が第一の波長範囲内で縦色収差のスペクトル特性曲線が一定であるように補正され、第二の入力ビーム経路が、第二の波長範囲についての縦色収差の特性曲線を調整する補正部材を含む実施形態は、その構造が単純であることから特に好ましい。この実施形態によれば、特に、第二の入力ビーム経路内に第二の短パルス放射のための第二のｚスキャナと、第一の入力ビーム経路内に第一の短パルス放射のための第一のｚスキャナとを有する実施形態が可能になる。したがって、補正部材は、第二のｚスキャナ、特にテレスコープの固定された光学部材内に直接提供でき、それにより、可動且つ固定光学部材の形態の第二のｚスキャナが実現される。
【００２６】
１つの実施形態において、補正部材の機能は、既に明示したリフォーカシング素子において提供される。
【００２７】
好ましい実施形態において、集光装置は、２つの波長範囲の一方についての単色収差に関しても補正され、且つ他方の波長範囲で残留単色収差を有する。残留単色収差を補償する補償光学系は、他方の波長範囲の放射のみによって通過されるビーム経路内に位置付けられる。このような構造は、特に有利であり、なぜなら、再び、ある短パルス放射のために構成された光学設計を、ほとんど費用をかけずに他の短パルス放射にも拡張できるからである。
【００２８】
好ましい実施形態において、補償光学系及び補正部材並びに任意選択的にリフォーカシング素子も１つの補正光学部材内で組み合わせることができる。
【００２９】
重心波長は、好ましくは、４２０ｎｍ以下、より好ましくは３８０〜４２０ｎｍ、特に好ましくは４０５ｎｍである。他方の重心波長は、好ましくは、７３０ｎｍ以上、より好ましくは１０３０〜１０６０ｎｍ、特に好ましくは１０４０ｎｍである。２つの波長の各々を第一又は第二の重心波長とすることができる。好ましくは、２つの波長範囲は、それぞれ３０ｎｍ以下の幅であり、特に好ましくはそれぞれ１５ｎｍ以下の幅である。
【００３０】
角膜手術の用途の場合、ｚスキャナ装置のｚ移動量は、好ましくは、圧迫して扁平化された角膜への用途で少なくとも１ｍｍ、さらに好ましくは湾曲した角膜への用途で少なくとも３ｍｍ、特に好ましくは水晶体への作業で少なくとも５ｍｍ、さらに特に好ましくは白内障手術の用途で少なくとも１３ｍｍである。
【００３１】
ｚスキャナ装置は、機械的に移動する構成要素であり、これは、比較的大きく移動するため、眼科の用途では、このような構成要素を患者からできるだけ遠くに配置することが好ましい。したがって、患者にとって不快な振動及び騒音が回避される。したがって、ｚスキャナ装置が少なくとも１つの発散可変光学素子を含むことが好ましく、これは、治療用放射の発散を調整可能に変化させ、ｘｙスキャナの上流に設置される。ここで、静止集束レンズ光学ユニット及び可動レンズ光学ユニットを備えるテレスコープが特に好ましい。２つのｚスキャナを有する実施形態において、一方又は両方のｚスキャナは、このように構成され得る。好都合には、テレスコープは、ガリレオ式テレスコープとして構成される。
【００３２】
走査システムは、第一に、光の方向において走査素子の上流に位置付けられた光学構成要素からなる。これらの構成要素は、軸方向にのみ利用される。第二に、像に向かって軸外のフィールドビームも結像する光学構成要素（集光装置であり、走査光学系とも呼ばれる）は、走査素子の下流に位置付けられる。
【００３３】
スキャナの上流の光学構成要素の例は、とりわけ、コリメータ、ビームエキスパンダ、偏向光学素子、又は発散を変化させるため、すなわち集光のためのシステムである。
【００３４】
場に依存しない、すなわち光軸上及び光軸外の両方とも同じ程度に生じる結像収差は、場合により、スキャナの上流の素子によって既に補正されていることがあり得る。これらの結像収差には特に縦色収差及び球面収差が含まれる。
【００３５】
実施形態において、２つの波長範囲に関するシステムの補正は、以下のように行われる：
（ｉ）走査光学ユニットは、最初に、２つのスペクトル範囲の一方（ここでは４００ｎｍ〜４１０ｎｍ）について、先行技術による従来の手段を用いて単色化され、他方の収差が重心波長について補正される。
【００３６】
（ｉｉ）さらに、走査素子の上流に２つの波長範囲のための異なる光学ユニットがある。原則として、これらの光学システムは、いずれにしても２つの実施形態で必要となり、なぜなら、２つの光源がコリメータの焦点距離に対して異なる要求を設定することが多いため、又は異なる範囲に異なる発散変化が必要となるためである。２つの光学システムは、例えば、ｘｙスキャナの上流のダイクロイックビームスプリッタによって低損失で結合され得る。原則として、これらの光学システムは、それらの排他的な軸方向の経路によって単純な設計を有する。
【００３７】
（ｉｉｉ）ｘｙ走査素子の下流の走査光学ユニットは、エキゾティック特定用途ガラスの使用によって部分的にのみ補正される。フィッティング特定用途ガラスは、主に縦及び横色収差の両方に対する補正効果を有するシステム部品で使用される。ここで、個別に見ると、横色収差は、考慮されている第一の波長範囲内に残る変化が可能な限り最小限となるように影響を受ける。横色収差の図において、これは、無限小の勾配を有する曲線によって表される。第二のゼロ（アポクロマティズム）、すなわち従来の意味の第二の波長の完全な補正は必須ではない。その結果、特定用途ガラスという点での費用は、従来の解決策と比較して低減される。他方のスペクトル範囲での動作において、２つの波長範囲間に残るオフセットにより、焦点距離の変化又は結像スケールの変化を生じさせる。これは、ｘｙスキャナの上流にある適合された光学系（入力ビーム径の調整）により、及びｘｙスキャナの傾斜角度を調整することにより補償でき、これは、用途の観点から重要でない。
【００３８】
（ｉｖ）一般に、したがって、縦色収差曲線は補正されない。むしろ、それは、第二の波長範囲のオフセット（＝焦点オフセット）及びゼロにならない勾配（＝１０３０ｎｍ〜１０５０ｎｍの一次残留縦色収差）を含む。オフセットは、リフォーカシングによって補償され得る。本発明によれば、これは、ｘｙスキャナの上流の光学ユニットの適合された発散によって実行される。残留一次縦色収差は、場に依存せず、したがって同様にｘｙスキャナの上流にある補正部材によって補償され得、前記補正部材は、第二の波長範囲のみに関するビーム経路内に位置付けられる。第一の波長範囲での動作がそれによって障害されることはなく、なぜなら、その場合、素子は、ビーム経路内に位置付けられないからである。
【００３９】
このような補正部材の例は、とりわけ、硬結部材（異なる種類のガラスのプラス及びマイナスレンズの組合せ）又は回折素子である。
【００４０】
（ｖ）両方の波長範囲についての色収差を補正した後、依然として単色収差を補正する必要がある。（ｉ）により、これは、第一の波長範囲内において、先行技術から知られている従来の手段により、すなわち走査光学系のレンズ半径の適切な選択により既に実行された。しかしながら、その後、第二の波長範囲内に残留収差が残る。残っている球面収差（＝場に依存しない）は、同様にｘｙスキャナの上流にある補正素子によって補正され得る。例えば、これは、（ｉｖ）による硬結部材の非球面であり得るか、又は適切な設計のさらなる球面レンズ若しくは非球面効果の回折素子によるものであり得る。
【００４１】
（ｖｉ）したがって、場に依存する単色収差の補正は、ｘｙスキャナの下流の光学ユニット内でのみ行うことができる。これは、両方のスペクトル範囲をつり合わせることにより、すなわちこれらの収差について真に補正されるか又はその残留収差がその用途にとって容認可能である解決策によって実行できる。適切な場合、非球面もこのために走査光学系で使用できる。正式には、これは、２つの波長（＝２つの重心波長）における結像収差の補正に関係し、すなわち従来の原則としてより複雑でない単色化である。その結果、技術的費用は、軽微であり、なぜなら、両方の二次波長についての一次色収差が既に補償されているからである。この解決策が依然として満足でない場合、必要に応じて両方のスペクトル範囲での動作のために走査光学系の部品を変えることができるが、それにより、両方の範囲を同時に使用することを選択できなくなる。これは、自動変更システムによって実装され得る。
【００４２】
（ｖｉｉ）ｘｙスキャナの上流の光学ユニット内の補正部材は、第二の素子と一致する光学面、すなわち瞳孔面内に提供されなければならない。これは、特に、ｘｙスキャナの上流で発散を変化させることにより、システムが異なる焦点深度で動作される場合に当てはまる。補正部材が瞳孔面にないと、素子の動作直径が焦点位置によって変わり、素子の補正効果が焦点依存となる。本発明によれば、これは、発散可変素子とｘｙスキャナとの間に挿入される４ｆリレイ光学系によって解決される。したがって、補正部材は、４ｆシステムの第二のグループの前側焦点に位置付けられ、ｘｙスキャナは、４ｆシステムの第一のグループの後側焦点に位置付けられる。２つのグループは、ほぼグループ（＝４ｆシステム）の２つの部分的焦点距離の合計の間隔を有する。これにより、ｘｙスキャナと一致する平面内に補正素子を挿入するための機械的空間ができる。複数の素子を導入しなければならない場合、このようなリレイは、複数回積み重ねることができる。ミラー光学ユニット（例えば、オフナシステム）の形態の実施形態も同様に想定可能である。
【００４３】
例えば、本発明に不可欠な特徴も開示する添付の図面に基づいて本発明を以下でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】２つの波長で動作可能なレーザ眼科手術用器具の光学ユニットの概略図を示し、ビーム経路が概略的に示されている。
【図２】図１の器具で使用されるｚスキャナを示す。
【図３】図１の器具で使用可能なビームコンバイナ及びｘｙスキャナを示す。
【図４】図１の器具の波長に使用される補正部材を示す。
【図５】図１の器具の縦色収差の特性曲線を示す。
【図６】図１の器具の横色収差の特性曲線を示す。
【図７】眼の角膜内への治療用放射の集光の拡大図を示す。
【図８】横色収差の補正に関して異なる、図１の器具のさらなる実施形態の図５と同様の図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下に本発明を眼科手術に関して説明するが、これは、本発明の各種の態様が使用され得る眼科治療における様々な作業の例を代表しているにすぎない。
【００４６】
以下の例は、レーザ眼科手術の分野において最も頻繁に使用されている、したがって研究も最も進んでいる、短パルスレーザであるｆｓレーザを用いたレーザ眼科手術を説明する。それにも関わらず、本明細書に記載のすべてのシステムは、他の短パルスレーザを用いても実行可能である。したがって、パルス長が差別的特徴として明瞭に論じられていない限り、ｆｓレーザは、短パルスレーザの同義語として使用される。
【００４７】
本発明の各種の態様が単に例として組み合わせて実現される本明細書に記載のシステムは、レーザ角膜手術に使用される。角膜切開は、例えば、屈折誤差を補正するために短パルスレーザビーム源によって行われる。しかしながら、システムは、白内障手術用として、例えば角膜を通した眼の前房へのアクセス用切開、水晶体嚢切開、水晶体中核切断のための切開を行うためにも設計できる。
【００４８】
図１は、眼科、特に角膜手術のための治療システムのビーム経路を概略的に示す。眼２の角膜に表面剥離部を作ることによる。治療システム１は、２つの波長、すなわち４０５ｎｍの第一の重心波長と、１０４０ｎｍの第二の重心波長とで動作するように構成される。これらの波長は、個別に使用され、すなわち、治療システム１は、２つの波長間で切り換えることができる。治療システム１の１つの実施形態において、第一のレーザ源３は、４０５ｎｍの第一の重心波長の第一のレーザビーム４を提供し、第二のレーザ源５は、１０３０ｎｍの第二の重心波長の第二のレーザビーム６を提供する。レーザ源３、６は、短パルスレーザ源であるため、レーザビーム４、６は、例えば、ｆｓ範囲のパルス長のパルスレーザ放射である。
【００４９】
ｚスキャナ７は、以下にさらに説明するが、眼２の角膜における焦点の深さ位置を調整するように構成され、第一のレーザビーム４のために提供される。同じく、第二のレーザビーム６は、第二のｚスキャナ８を用いて焦点深度の点で調整される。ｘｙスキャナ装置９は、第二のレーザビーム６及び第一のレーザビーム４の２つのビーム経路のための結合素子としても動作し、２つのレーザビームの一方を走査式に集光光学系１０のビーム経路に供給する。２つのビーム間の選択は、ｘｙスキャナ装置９内に提供されたコンバイナ光学ユニットによって実装され得、これは、２つのビームの一方に切り換えて、２つのビームの一方のみが集光光学系１０を走査式に通過するようにする。代替的に、２つのビーム経路は、切り換えずに結合され得、２つのレーザ源３、５の一方のみが作動される。これは、制御装置Ｓによって制御され得、制御装置Ｓは、治療システム１の動作全体を制御し、特にレーザ源３、５、ｘｙスキャナ装置９及びｚスキャナ７、８も制御する。
【００５０】
集光光学ユニット１０は、対物レンズ１１を含み、ｘｙスキャナ装置９によって横方向に走査された第一又は第二のレーザビーム４、６を、コンタクトガラス１２を通して眼２の角膜に集光する。
【００５１】
２つの重心波長の差は、５００ｎｍより大きい。角膜への集光及びレーザ源３、５の設計は、レーザビーム４、６のパルスが眼の角膜内に光破壊を生じさせるか、又は眼の角膜内の組織層を破壊せずに非線形相互作用によって分離させるように構成される。この効果が生じるようにするために、高い焦点品質を得る必要がある。２つの波長の一方のために純粋に設計された光学系の場合、第一及び第二のレーザビーム４、６間のスペクトルの差は、他方の波長での色収差を導く。その結果、所望の焦点位置が得られなくなる。さらに、治療システム１の光学系がそのために設計されていない波長では、光破壊又は非線形相互作用を得ることができなくなる。第一及び第二のレーザ放射４、６の短パルスの性質により、レーザビームは、上述の重心波長を中心とした特定のバンド幅を有し、すなわち、これらは、それぞれある波長範囲をカバーする。物理の法則により、これらの波長範囲の幅は、レーザビームのレーザパルスの短さと不可分に関連付けられる。
【００５２】
対物レンズ１１を含む集光光学系１０によって生成される焦点での非線形相互作用を確実に確保するために、両方の動作モード、すなわち第一のレーザビーム４での動作中及び第二のレーザビーム６での動作中の両方において、治療システム１は、第一の波長について、すなわち第一のレーザビーム４の放射について、且つ第二のレーザビーム６の放射及びそれによって決まる第二の波長範囲について特定の方法で補正される。この補正について、図５、６及び８に基づいて以下でより詳細に説明する。
【００５３】
図２は、ｚスキャナ７又は８の例を示す。これは、静止収束光学系１６及び可動発散光学系１７を有するガリレオ式テレスコープとして構成される。ｚスキャナ７、８の下流の放射の発散は、可動発散光学系１７を適切に移動させることによって設定され、その結果、眼２における焦点の深さ位置を集光光学系１０と共に設定することができる。
【００５４】
図３は、ｘｙスキャナ装置９の概略的実施形態を示し、これは、ダイクロイック部材１８を含み、第二のレーザビーム６及び第一のレーザビーム４を結合し、これらを共通のビーム経路１９内でスキャナミラーペア２０に案内する。その地点から走査ビーム経路２１があり、前記走査ビーム経路は、その後、集光光学系１０と、対物レンズ１１と、コンタクトガラス１２とを通過する。
【００５５】
図１の例の第二のｚスキャナ８の下流にリレイ光学系１３が位置付けられているため、瞳孔面１４は、ｚスキャナ８とｘｙスキャナ装置９との間のビーム経路内に生成され得る。補正光学部材１５ａは、その中にあり、前記補正光学部材は、治療システム１の色補正に関して特定の機能を有し、それは、後に図５、６及び８に基づいてより明瞭になるであろう。
【００５６】
さらに、図３は、補正光学部材１５ｄを示し、これは、ダイクロイック部材１２上に提供され得、第二のレーザビーム６に作用する。この補正光学部材１５ｄは、補正光学部材１５ａの代替物である。その機能も以下で説明する。
【００５７】
図５は、治療空間、すなわち眼２がその中にある空間内での治療システム１の縦色収差Ｚのスペクトル曲線を示す。特性曲線２４は、従来の、したがって１つの重心波長のみのために設計された器具に関する波長λに対する縦色収差曲線をプロットする。わかるように、縦色収差Ｚは、４００ｎｍの波長から増大する。この場合には１０４０ｎｍである第二の重心波長３１と、この場合には４０５ｎｍである第一の重心波長３１との間に縦色収差がある。例えば、これは、図５の図において約１ｍｍである。しかしながら、図の下に示される拡大図においてより明らかにされているように、この縦色収差は、第二の重心波長３１を中心とした第二の波長範囲２６におけるシステム１の特定の補正２８によってほとんど水平であり、前記縦色収差は、縦色収差誤差２７内で残り、これは、拡大部分内で破線を用いてプロットされる。ここで、拡大部分は、第二の波長範囲２６を補正特性曲線２５と共に示す。加えて、従来の特性曲線２４は、補正特性曲線２５と交差する。これは、異なる勾配を強調している。システムの特定の補正２８の結果として、特性曲線２５は、無補正特性曲線２４に関してほとんど一定であり、そのため、上述の特性曲線は、縦色収差誤差２７以内に留まる。特性曲線２４は、この特性を有さない。そのため、特性曲線２４を有するシステムが使用されると、第二の重心波長についての縦色収差を正確に補償することが可能になるであろう。しかしながら、これにはリフォーカシング２９より大きいリフォーカシングを使用する必要がある。これは、特定の状況で許容可能であり得る。しかしながら、その場合の問題は、特性曲線が、第二の重心波長を中心とする波長範囲２６において縦色収差２７を超え、それが焦点の軸方向の拡張につながるであろうことである。これは、もはや非線形相互作用を要求する用途（又は代替的に高品質の眼観察）にとって許容可能でなくなるであろう。
【００５８】
治療システム１の光学系、すなわち特に集光光学系１０及び対物レンズ１１が補正されるのは、この理由による。第二の波長範囲２６において依然として勾配を有し、縦色収差２７よりはるかに大きい縦色収差の変化を生じさせる特性曲線２４の代わりに、特性曲線２５は、ここで、実質的に水平に延びる。縦色収差の絶対的オフセットは、補正２８において重要でない。むしろ、縦色収差は、第二の重心波長３１と第一の重心波長３０との間で意図的に受け入れられる。特性曲線２５の実質的に水平な曲線により、すなわち第二の波長範囲２６において縦色収差の変化が縦色収差誤差２７内に留まるため、第二の重心波長３１において存在する縦色収差を単純なリフォーカシング２９によって補償することが可能になる。補正２９によって焦点空間が軸方向に許容不能に拡張することはなく、なぜなら、補正２９は、特性曲線２５を縦色収差誤差２７内で一定とするからである。軸方向の焦点品質がそのまま保たれ、非線形相互作用が実現される。
【００５９】
これを両方の重心波長３０、３１で実現するために、縦色収差誤差２７は、第一の重心波長３１を中心とした波長範囲でも守られる。より簡単な図とするために、図５では、誤差が第二の重心波長３０を中心とした波長範囲２６についてのみプロットされている。
【００６０】
治療システム１の特性曲線２５は、治療システムの光学系を第一の重心波長３０について、すなわち４０５ｎｍについての従来の縦色収差補正に関して設計することにより、特に簡単な方法で生成できる。したがって、第二の重心波長３１について確実にしなければならないのは、特性曲線２５の不変性が、第二の重心波長３１を中心とした波長範囲２６でも得られることのみである。これは、補正光学部材１５ａ〜１５ｄによって実現され、第二の重心波長３１の第二のレーザビームのみがそれを通過する。補正光学部材１５ａを瞳孔面１４及びビーム経路の、ｘｙスキャナ装置９のビームコンバイナより前の部分に設けた治療システム１の構成は、この補正と、波長範囲２６における特性曲線の不変性とを得るための１つの選択肢である。他の選択肢は、補正光学部材１５ｂを提供することであり、これは、第二の重心波長３１の第二のレーザビーム６が作動中であるとき、共通のビーム経路の瞳孔、例えば集光光学ユニット１０の瞳孔内に旋回によって移動される。さらなる選択肢は、調整可能な補正光学部材１５ｃを瞳孔内に提供することであり、両方のビームがそれを通過し、前記補正光学部材は、その補正効果に関して有効化及び無効化することができる。それは、第二のレーザビーム６がシステムを通して案内される際に補正効果が有効になるように切り換えられる。同様に、コンバイナ１８に補正光学部材を提供することも可能である。この点に関して、図３は、補正光学部材１５ｄの配置の例を示し、これは、第二のレーザビーム６にのみ作用する。
【００６１】
図４は、プラスの光学部材２２とマイナスの光学部材２３とを含む補正光学部材１５ａ、ｂ、ｄのための考え得る設計を示す。原則として、当業者であれば、縦色収差の特性曲線に影響を与える光学補正を認識する。
【００６２】
しかしながら、焦点の位置及び焦点の範囲は、縦色収差Ｚだけでなく、横色収差Ｆによっても影響を受ける。これは、治療システム１において特に重要であり、なぜなら、それは、撮像領域内での焦点位置を横方向に調整する走査治療システムであるからである。横方向の焦点位置に応じて、ｘｙスキャナ装置９は、ビームを、光軸に対する異なるオフセットで集光光学系１０を通して案内する。当然のことながら、色横色収差は、そのようなオフセットで発生する。
【００６３】
図６は、治療システム１及び特にこの問題に対処するために提供された集光光学ユニット１０の補正を示す。ここで、横色収差Ｆに関する特性曲線のスペクトル曲線がプロットされ、これは、ここで、例としてパーツパーサウザンド（‰）単位の相対的横色収差としてプロットされる。
【００６４】
横色収差４０５は、第一の重心波長３０で補正される。その結果、これは、基準波長である。これは、従来の特性曲線３２についても同様である。さらに、補正は、第二の重心波長３１において実質的に一定の特性曲線３３が得られるように構成される。それは、横色収差誤差３５内に留まる。原則として、これは、４０５ｎｍにのみ関する補正に当てはまらないであろう。このような挙動を得るために、集光光学系１０が特に補正される。第二の重心波長３１に存在する横色収差の効果は、偏向角の変更３４の効果である。横色収差は、治療システム１が第二の重心波長３１、すなわち第二のレーザビーム６で動作するとき、ｘｙスキャナ装置９の適切に修正された作動によって容易に補償できる。横色収差は、横色収差誤差３５内に留まるため、第二の波長範囲でも横方向、すなわち光軸に対して横方向の焦点空間の容認不能な拡張が回避され、組織内の確実な非線形処置効果が引き続き焦点内で達成される。言うまでもなく、横色収差は、第一の重心波長３０でも横色収差誤差３５内に留まる。例えば、誤差は、絶対値で０．５μｍである。
【００６５】
特性曲線３３は、集光光学系１０の完璧なアポクロマティゼーションを必要としない。完璧なアポクロマティゼーションでは、横色収差は、第二の重心波長３１の周囲でも消えるであろう。これは要求されておらず、横色収差は、第二の重心波長３１を取り囲む第二の波長範囲と、第一の重心波長３０を取り囲む第一の波長範囲との両方において横色収差誤差内に留まり得るため、光学補正が単純化される。
【００６６】
図７は、眼２の角膜３９における焦点３６の位置に対する影響を示す。横色収差Ｆは、光軸ＯＡ上で入射する場合に影響を与えない。それは、焦点３６が角膜３９内で横方向に偏向した場合にのみ役割を果たす。スキャナミラー２０によるある偏向について、波長に応じて焦点３６の異なる横方向の移動が生じる。左側の２つのビームは、第二の重心波長３１での第二のレーザビーム６に関する状態を示し、右側の２つのビームは、第一の重心波長３０における第一のレーザビーム４に関する状態を示す。スキャナミラー２０による偏向角度が同じでも、角膜３９の焦点３６の横方向の移動が異なることがわかり得る。これは、第二の重心波長３１に存在する横色収差によって生じる。この差は、制御装置Ｓにより、適切な偏向角度変更３６によって補償されるため、焦点３６は、再び角膜内の所望の点にある。
【００６７】
図７は、縦色収差を補償することを目的としたリフォーカシングの意味をさらに示す。角膜の厚さｄは、０．５ｍｍである。リフォーカシングを行わないと、第二及び第一の重心波長３１、３０間の縦色収差は、１ｍｍの値を有するであろう。この値は、角膜３９の厚さより大きいため、２つの波長の一方での焦点３６が完全に角膜３９の外にあり、これは望ましくない。これは、リフォーカシング２９によって防止される。リフォーカシング２９は、制御装置Ｓの適切な構成によって得られ、これは、リフォーカシング２９を行うため及び縦色収差を補償するためにｚスキャナ７、８の制御にオフセットを付与する。代替的に又は加えて、軸方向の位置を変化させる対応する光学部材を利用できる。実施形態において、この光学部材は、補正光学部材１５ａ〜ｄと組み合わされるか又はその中に提供され得る。
【００６８】
図５及び６は、１つの波長、図の実施形態では第一の重心波長３０についての縦色収差又は横色収差が補正される状態を示す。したがって、第一の重心波長は、前述の基準波長である。しかしながら、これは必須ではない。両方の重心波長３０、３１でゼロと異なる縦色収差Ｚ及び／又は横色収差Ｆを有する、すなわち全く異なる基準波長を有する特性曲線２５、３３もあり得る。これは、対応する収差が、重心波長３０、３１を中心とした対応する波長範囲内の所定の収差誤差範囲を越えない限り、まったく無害である。
【００６９】
図８は、例示的に対応する横色収差Ｆに関する構成を示す。ここで、それは、第二の重心波長３１においてゼロであり、第一の重心波長３０でゼロと異なる。しかしながら、再び、番号３７及び３８で示されている波長範囲で横色収差が横色収差誤差３５を超えないことを確実にするように注意される。
【００７０】
そのため、原則として、治療システム１の補正は、縦色収差及び横色収差が、パルス長により、重心波長３０、３１を中心として生じる波長範囲内に極値を有するように設計され、前記極値は、波長範囲内で対応する誤差を超えず、したがって焦点における非線形相互作用が確実に起こるような平坦な形状を有する。その結果、補正は、両方の重心波長３０、３１において及びこれらを中心とする波長範囲内で縦色収差及び横色収差を消す場合よりもはるかに容易である。
【００７１】
最終的に、縦色収差に関してゼロを設定することは、スケーリングである。各曲線において、２つの重心波長の一方におけるｚ値を焦点深さの仕様の基準面、すなわちゼロ面として定義することができる。最終的に、物理的観点から、縦色収差は、当然のことながら、２つの波長、この場合には重心波長３０、３１間で変化する際の焦点面における変化にすぎない。
【００７２】
色収差に加えて、各撮像システムは、単色収差も有する。ここで、実施形態ｃにおいて、治療システムは、単色収差がレーザ源から眼へのビーム経路の２つの波長の一方についてのみ補償されるように設計される。他方の波長について、補償素子が、ビーム経路のこの波長のみによって通過される部分に挿入されるか、又は補償素子が、他方の波長が有効であるときに旋回によってビーム経路内に挿入されるか、又は共通のビーム経路内の調整可能な補償素子が、他方の波長が有効であるときに有効化されるか若しくは適切に設定される。特に好都合な実施形態において、補償素子は、補正光学部材と組み合わされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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