(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス入射光ビームを受け取るための光ファイバ導光器と、
前記光ファイバ導光器の光射出端部における光学的機構であって、前記光学的機構は、
前記パルス入射光ビームに位置合わせされた中央領域を有する集束レンズと、
前記中央領域の下流の屈折率分布レンズと、
前記屈折率分布レンズの出力を入力励起光として受け取るマイクロチップレーザ発振器と、
前記マイクロチップレーザ発振器の出力を増幅し、パルスレーザ治療出力を提供するための光増幅器と、
増幅器励起光を形成するために前記中央領域の周りで前記光増幅器へと前記集束レンズを通過した光を反射するための反射体と、
を備える光学的機構と、
を備える、光ベースの組織治療デバイス。
【請求項２】
前記マイクロチップレーザ発振器は結晶レーザ発振器を備え、前記光増幅器は結晶増幅器を備える、請求項１に記載の光ベースの組織治療デバイス。
【請求項３】
前記反射体は、前記光増幅器の内部に線状焦点を生むための円錐形状反射体を備える、請求項１又は２に記載の光ベースの組織治療デバイス。
【請求項４】
前記光増幅器の利得プロファイルは、前記マイクロチップレーザ発振器の中央透過モードと重複する、請求項３に記載の光ベースの組織治療デバイス。
【請求項５】
前記マイクロチップレーザ発振器は、受動的ｑスイッチマイクロチップレーザ発振器を備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光ベースの組織治療デバイス。
【請求項６】
前記マイクロチップレーザ発振器は、励起光を受け取るためのＣｒ：ＹＡＧ可飽和吸収体チップと、前記パルスレーザ治療出力を生むためのＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器チップとを備える、請求項５に記載の光ベースの組織治療デバイス。
【請求項７】
前記Ｃｒ：ＹＡＧ可飽和吸収体チップは、前記励起光の波長に対する高反射コーティングを有する射出面を有する、請求項６に記載の光ベースの組織治療デバイス。
【請求項８】
前記マイクロチップレーザ発振器は、前記励起光の波長に対する反射防止コーティングと前記パルスレーザ治療出力の波長に対する高反射コーティングとを有する励起光入力面を有する、請求項６又は７に記載の光ベースの組織治療デバイス。
【請求項９】
前記パルス入射光ビームは８０８ｎｍの波長を有し、前記パルスレーザ治療出力は１０６４ｎｍの波長を有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光ベースの組織治療デバイス。
【請求項１０】
前記光増幅器は、ドープされたＹＡＧロッドを備える、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光ベースの組織治療デバイス。
【請求項１１】
前記光学的機構は、前記集束レンズと前記反射体とを画成するサファイヤ体を備える、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光ベースの組織治療デバイス。
【請求項１２】
前記光学的機構は、結晶の前記光増幅器の出力側に出力レンズを備える、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光ベースの組織治療デバイス。
【請求項１３】
前記中央領域は開口を備える、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の光ベースの組織治療デバイス。
【請求項１４】
前記パルス入射光ビームを提供する光源と
前記パルス入射光ビームを受け取り、前記パルスレーザ治療出力を生成するための、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の光ベースの組織治療デバイスと、
を備える、治療システム。
【請求項１５】
前記光ファイバ導光器はカテーテルを備えるか、又は、
前記光源はベースユニットの一部であって、前記光ベースの組織治療デバイスは皮膚への印加のためのハンドヘルドユニットの一部である、請求項１４に記載の治療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ベースの組織治療デバイスに関する。そのようなデバイスにおいて、光源は、損傷又は他の組織ダメージを生むことによって組織を治療するための入射光ビームを提供する働きをする。１つの例として、レーザ誘起光破壊（ＬＩＯＢ：ｌａｓｅｒ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）があり、これは、例えば、皮膚組織の治療のため又は体毛除去のために使用される。本発明は、特には、カテーテルベースのシステムなど、ファイバベースのシステムのためのものである。
【背景技術】
【０００２】
生体内での動脈内及び心臓における用途のための光ファイバを使用するカテーテルベースのレーザシステムが知られている。ファイバベースのシステムは、レーザ皮膚ケア治療のための用途におけるものなど、ファイバが結合された高強度のパルスレーザ源が必要とされる場合にも使用され得る。これは、ハンドピースに結合されたベースステーションファイバの方が、レーザ光を誘導するために関節式アームを含むシステムよりも好まれる場合に使用される。
【０００３】
光ベースの皮膚治療デバイスは、例えば、皺の治療のため、及び体毛切断のために使用される。光ベースの皺治療において、デバイスは、治療されるべき皮膚の真皮レイヤに焦点スポットを生む。レーザのパワー及びパルス持続時間並びに焦点スポットの寸法は、皮膚組織の再成長を刺激し、それによって皺を減少させるために、レーザ誘起光破壊（ＬＩＯＢ）現象が皮膚に影響を与えるように選択される。光ベースの体毛切断においては、入射光ビームは体毛の内部に集束され、ＬＩＯＢ現象によって、体毛が切断される。
【０００４】
例えば、ＷＯ２００５／０１１５１０として公開された国際特許出願は、所定のパルス時間の間レーザビームを生成するためのレーザ源と、レーザビームを焦点スポットに集束するための光学系と、焦点スポットを目標位置に位置決めするためのレーザビームマニピュレータとを備える体毛を短くするためのデバイスを説明している。焦点スポットの寸法及び生成されたレーザビームのパワーは、焦点スポットにおいてレーザビームが体毛組織の固有閾値より高いパワー密度を持つようになっており、この固有閾値より高いと、所定のパルス時間の間、レーザ誘起光破壊（ＬＩＯＢ）現象が体毛組織において発生する。
【０００５】
概して、レーザ誘起光破壊（ＬＩＯＢ）は、レーザビームの波長に対して透明又は半透明な媒体において、焦点スポットにおけるレーザビームのパワー密度（Ｗ／ｃｍ２）がその特定の媒体に固有の閾値を超えるときに発生する。閾値より低いと、この特定の媒体は、レーザビームの特定の波長に対して比較的低い線形吸収特性を有する。閾値より高いと、媒体は、レーザビームの特定波長に対して強く非線形な吸収特性を有し、これは媒体のイオン化及びプラズマの形成の結果である。このＬＩＯＢ現象は、空洞形成及び衝撃波の生成などのいくつもの機械的効果をもたらし、これらは、ＬＩＯＢ現象の位置の周りの位置において媒体にダメージを与える。
【０００６】
ＬＩＯＢ現象は、皮膚から生えた体毛を破壊して短くするために使用され得ることが分かっている。体毛組織は、約５００ｎｍから２０００ｎｍの間の波長に対して透明又は半透明である。この範囲内の波長の各値について、焦点スポットにおけるレーザビームのパワー密度（Ｗ／ｃｍ２）が体毛組織に固有の閾値を超えたとき、焦点スポットの場所において体毛組織にＬＩＯＢ現象が発生する。この閾値は、水性の媒体及び組織に固有の閾値にかなり近く、レーザビームのパルス時間に依存する。特には、パルス時間が増加すると、必要とされるパワー密度の閾値は減少する。
【０００７】
ＬＩＯＢ現象の結果として、有効なダメージ、すなわち、少なくとも体毛の初期破壊をもたらすために十分に効果的な機械的効果を達成するためには、例えば、１０ｎｓ程度のパルス時間で十分である。パルス時間のこの値については、焦点スポットにおけるレーザビームのパワー密度の閾値は、２＊１０１０Ｗ／ｃｍ２程度である。説明されているパルス時間について、例えば十分に大きい開口数を持つレンズによって十分に小さい寸法の焦点スポットを得ることによって、この閾値は、ほんの十分の数ミリジュールの総パルスエネルギーによって達成され得る。
【０００８】
皮膚治療及び体毛除去に加えて、体内でのレーザベースのシステムは、多くの低侵襲性医療処置についてもよく知られている。これらの処置は、典型的には、体内、例えば患者の心臓の内部の目標組織エリアの内部に損傷を生むためにレーザエネルギーの使用を伴う。
【０００９】
これらのタイプの損傷の特定の課題は、血液凝固及び塞栓症のリスクを回避するために、心臓の内部の内皮レイヤが優先的に影響され過ぎてはならないことである。例えば不整脈のための従来のエネルギーベースの治療は、典型的には、特定の洞結節を破壊又は隔離するために心臓組織に影響を与えることに頼っているが、内皮組織を傷つけることを優先的に回避するようにしている。これらのデバイスの多くは内皮組織を通じてエネルギーを印加するので、これらが影響を受ける可能性が高い。
【００１０】
治療中に内皮組織が影響を受けないという利点が用いられるレーザ誘起光破壊（ＬＩＯＢ）による動脈又は静脈内の治療も報告されている。しかしながら、組織の内部にエネルギーが効果的に送達されることを確実にするという特定の課題が依然として存在する。このコンテキストにおける効果とは、損傷が生み出されるべき組織の内部の位置において十分な強度が達成されるという意味を含む。
【００１１】
これにおける特定の課題は、組織の内部に損傷を生むために効果的なやり方でカテーテルにエネルギーが印加されると、典型的には、カテーテルも同様に破壊されるということである。このことは、ＬＩＯＢ処理が、典型的には、（半）透明な媒体において最も効果的であり、光ファイバもこのような媒体の１つであることを考えると、極めて明白である。
【００１２】
例えば、組織の内部にＬＩＯＢを発生させるために十分な強度の光パルスが（主発振器電力増幅器、すなわちＭＯＰＡ（ｍａｓｔｅｒ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ  ｐｏｗｅｒ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を使用して、又はフラッシュランプ励起レーザによって直接的に）提供されると、このパルスは、ファイバの内部でのＬＩＯＢの発生によって、ビーム品質を保存する任意のファイバを破壊するのに十分な強度であろう。ファイバベースのＭＯＰＡ設計は、典型的には、シードレーザ、及びシードレーザを増幅するためにドープされたファイバ（例えば、Ｙｂ＋又は他のドーパント）を使用する。しかしながら、増幅度が組織の内部にＬＩＯＢを発生させるのに十分な程度に近づくと直ちに、ファイバ増幅器は破壊されるであろう。
【００１３】
送信されるパルスのパワーを減少させるための知られた手法には、空間的に又は時間的にレーザパルスを分散させてファイバにおける強度を減少させることがある。しかしながら、ファイバベースの小型パルス送達システムについては、これらの手法は実際的ではない。空間的に分散させる手法においては、ファイバ伝播中のビーム品質の劣化のせいで、強度を後になって回復させることは不可能ではないが非常に困難である。時間的に分散させる手法においては、そのため、ファイバ先端でパルスを再合成することは、必要とされるハードウェアのサイズのせいで実際的ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、光ファイバ（カテーテルによって提供されるものなど）ベースの手法を使用して、ファイバの完全性を維持しつつ、組織の内部の目標位置において十分に高い強度を取得するための解決策が必要とされている。また、簡易なステップインデックスマルチモードファイバ又は類似のファイバの使用が、そうでなければ高強度のパルスレーザ光を運ぶために必要とされるフォトニック結晶ファイバの使用に代わって可能となるように、ファイバにおける要件を減少させるという要望も存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は特許請求の範囲によって定められる。
【００１６】
本発明の第１の態様による例は、
パルス入射光ビームを受け取るための光ファイバ導光器と、
光ファイバ導光器の光射出端部における光学的機構であって、光学的機構は、
パルス入射光ビームに位置合わせされた中央領域を有する集束レンズと、
中央領域の下流の屈折率分布レンズと、
屈折率分布レンズの出力を入力励起光として受け取るマイクロチップレーザ発振器と、
マイクロチップレーザ発振器の出力を増幅するため、及びパルスレーザ治療出力を提供するための光増幅器と、
増幅器励起光を形成するために中央領域の周りで光増幅器へと集束レンズを通過した光を反射するための反射体と、
を備える光学的機構と、
を備える光ベースの組織治療デバイスを提供する。
【００１７】
この構成は、光ファイバの先端に主発振器電力増幅器、すなわちＭＯＰＡ、を提供する。このようにして、光ファイバに沿って提供されるピークパワーは、組織治療のために十分に高いパルスパワーが送達されること可能にしつつ、光ファイバへのダメージを防止するために減少され得る。出力パワーをブーストするために、レーザ発振器は光増幅器と統合される。レーザ発振器は、マイクロチップレーザ発振器（例えば、Ｎｄ：Ｃｒ：ＹＡＧベースのもの）を備え、光増幅器は、結晶増幅器（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧベースのもの）を備える。故に、光ファイバコンポーネントが、高強度の光学的パルスを搬送するために使用されることはない。このようにして、ファイバ自体の破壊をもたらすことなく、ファイバの端部において十分な強度が提供され得る。
【００１８】
好ましくは、マイクロチップレーザ発振器は結晶マイクロチップレーザ発振器を備え、光増幅器は結晶増幅器を備える。この設計において、結晶コンポーネントを使用して高い光学的パワーパルスの生成が達成される。光ファイバからの中央光をレーザへの励起入力として使用すること及び周辺部光を光増幅器への励起として使用することは、光ファイバの端部において小ボリュームで提供され得るコンパクトな構成を提供する。
【００１９】
故に、このデバイスにおいて、パルス強度はデバイスの遠方の先端においてのみ生成され、ファイバの長さに沿って運ばれることはない。特には、結果的な空間制約は、ファイバの先端に反射体を提供することによって対処され、このことは、増幅器の利得プロファイルがマイクロチップレーザ発振器の中央透過モード（ＴＥＭ００）と重複するように、光増幅器の内部に線状焦点などの必要とされる焦点を励起光が形成することを確実にする。レーザ発振器はシード発振器として機能する。
【００２０】
増幅器結晶のドーピングは、増幅器結晶の利得とのレーザ発振器信号の良好なモードの重複を確実なものとするように半径方向に変化する。
【００２１】
ファイバによって搬送される入射光ビームは、（増幅器のためのシードレーザとして機能する）マイクロチップレーザ発振器のための励起光として使用されるとともに、光増幅器のための励起光としても機能する。
【００２２】
反射体は、例えば、光増幅器ステージの内部に線状焦点を生むために円錐形状反射体を備える。この線状焦点は、結晶増幅器のための励起光として機能する。
【００２３】
結晶レーザ発振器は、例えば、受動的ｑスイッチマイクロチップレーザ発振器を備える。
【００２４】
結晶レーザ発振器は、励起光を受け取るためのＣｒ：ＹＡＧ可飽和吸収体チップと、レーザ治療出力を生むためのＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器チップとを備える。励起光は、屈折率分布レンズによって集束されたパルス入射光ビームである。
【００２５】
Ｃｒ：ＹＡＧ可飽和吸収体チップは、例えば、励起光の波長に対する高反射コーティングを有する射出面を有する。このことは、吸収体チップを通る励起光の二重の通路を提供する。
【００２６】
マイクロチップレーザ発振器は、例えば、励起光の波長に対する反射防止コーティングとレーザ治療出力の波長に対する高反射コーティングとを有する励起光入力面を有する。このようにして、レーザ治療出力は、出力側において、レーザ発振器からのみ流出し得る。
【００２７】
パルス入射光ビームは、例えば、８０８ｎｍの波長を有し、レーザ治療出力は１０６４ｎｍの波長を有する。
【００２８】
結晶増幅器はドープされたＹＡＧロッドを備える。
【００２９】
光学的機構は、集束レンズと反射体とを画成するサファイヤ体を備える。このようにして、反射体は全内反射反射体であり得、故に、サイズを最小に保ち、治療されるべき組織との直接的な接触を可能にする。
【００３０】
好ましくは、光学的機構は、光増幅器ステージの出力側に出力レンズを備える。これは、治療されるべき組織において焦点スポットを形成するために使用される。
【００３１】
本発明は、
パルス入射光ビームを提供する光源と
パルス入射光ビームを受け取り、パルスレーザ治療出力を生成するための、上に定義された光ベースの組織治療デバイスと、
を備える、治療システムも提供する。
【００３２】
一例において、光ファイバ導光器はカテーテルを備える。故に、システムは内部組織治療に適している。
【００３３】
別の例において、光源はベースユニットの一部であり、光ベースの組織治療デバイスは皮膚への印加のためのハンドヘルドユニットの一部である。
【００３４】
次に、本発明の例が、添付の図面を参照して詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】知られたＬＩＯＢ皮膚治療デバイスを概略的に図示する図である。
【図２】光ベースの治療デバイスを図示する図である。
【図３】図２のデバイスの光学的コンポーネントをより詳細に図示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明は、光ファイバの光射出端部に光学的機構を備える光ベースの治療デバイスを提供する。光学的機構は、半導体光レーザ及び結晶光増幅器に基づく主発振器電力増幅器を含む。このようにして、光ファイバに沿って提供されるピークパワーは、組織治療のために十分に高いパルスパワーが送達されること可能にしつつ、光ファイバへのダメージを防止するために減少され得る。高いパルスパワーは光ファイバの外側で生成され、光ファイバによって運ばれることはない。
【００３７】
本発明を詳細に説明する前に、本発明が関連するデバイスのタイプの一例の概略が与えられる。
【００３８】
図１は、表面５を有する皮膚３の治療のためのシステム１を図示する。
【００３９】
システム１は、少なくとも所定のパルス時間の間レーザビーム１１を生成するための光源９を備えるとともに、レーザビーム１１を焦点スポット１５に集束させるため、及び光源９からの光に対して少なくとも部分的に透明である皮膚３内の目標位置に焦点スポット１５を位置決めするための光学系１３を備える。
【００４０】
図１において概略的に示される光学系１３の例は、ビーム反射システム１７、ビーム整形システム１９、ビームスキャンシステム２１及び集束システム２３を備え、これらのシステムは、１つ又は複数のミラー、プリズム、ビーム分割器、偏光器、光ファイバ、レンズ、開口、シャッタ、などを備える。例えば、スキャンシステムはスキャンプリズムを備える。ビーム反射システム１７は、２色性ビーム分割器である。ビーム反射及びビーム整形は、ビームに対して拡張又は圧縮を提供し、追加的な収斂又は発散を導入する。
【００４１】
集束システムは、焦点深度選択、ビーム整形及び集束並びに接触／出力ウィンドウを有する。接触／出力ウィンドウの接触を維持するために輪郭追従サスペンションがある。
【００４２】
光学系１３及び／又はレーザビーム１１のビーム路の少なくとも一部は、例えば眼の安全性のために、密閉され、例えば、不透明チューブ及び／又は１つ又は複数の光ファイバを備える。
【００４３】
光源９は、所定の波長の、所定のパルス持続時間及び繰り返し率を有する所定の数のレーザパルスを出射するように構成される。システム１は、焦点スポット１５の目標位置が皮膚の表面の下になるように構成可能である。焦点スポット１５の寸法及び生成されるレーザビームのパワーは、焦点スポット１５において、レーザビーム１１が皮膚組織の固有閾値よりも高いパワー密度を持つようになっており、この固有閾値より高いと、所定のパルス時間の間、レーザ誘起光破壊イベントが発生する。
【００４４】
レーザ源９と２色性ビーム分割器１７との間には関節式アームがある。ビーム反射システム１７及び後続のコンポーネントは、ハンドピースの一部を形成する。関節式アームのミラーにおける位置合わせ誤差のために、ビームは関節式アームに入る前に拡張され、その後、ビーム操縦及び収差補正の前に圧縮される。
【００４５】
皮膚３は、光学的特性の異なる複数のレイヤを含む。表皮は、最外レイヤから成り、耐水性の保護レイヤを形成する。表皮の最外レイヤは角質層であり、これは、その粗さにおける微小な変動のため、デバイス１と皮膚３との間での光の結合を妨げる。このため、好ましくは、集束システムと皮膚との間に、皮膚及び／又は集束システムの射出レンズの屈折率に一致するような屈折率を有する結合流体が提供される。
【００４６】
表皮の下には真皮がある。真皮は、皮膚治療の目標であるコラーゲン繊維を含む。
【００４７】
皮膚治療の目的は、新たなコラーゲンの形成をもたらす微小な損傷を生むために、真皮のコラーゲン内にパルスレーザビーム１１の焦点１５を作ることである。
【００４８】
光源９は、ユーザインタフェースを提供する任意的なコントローラ２５によって制御可能である。また、光学系１３の１つ又は複数の部分は、（不図示の）任意的なコントローラによって制御可能であり、これは、目標位置及び／又は焦点スポットの１つ又は複数の特性を制御するために光源コントローラ２５に統合されてよい。
【００４９】
レーザビーム集束パラメータは、例えば、集束システムの開口数の調節によってなど、ビーム整形及び／又は集束システムの適切な設定によって決定される。集束システムの開口数ＮＡの適切な値は、０．０５＜ＮＡ＜ｎｍの範囲から選択され、ｎｍは、動作中のレーザ波長に対する媒体の屈折率である。
【００５０】
適切な光源は、波長が約１０６４ｎｍ、パルス持続時間が約５〜１０ｎｓのレーザパルスを出射するＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザを備えるが、他のレーザ、例えばＮｄ：Ｃｒ：ＹＡＧ３レベルレーザ及び／又はダイオードレーザも同様に使用され得る。より短いパルス、例えばサブナノ秒パルス、例えば１００ｐｓなど数十又は数百ピコ秒までも小さくされたものも使用され得る。これは、マイクロチップレーザのサイズを小さくすることによって可能になる。
【００５１】
ビーム反射システム１７は、レーザ光を反射するが可視波長光を透過する２色性ビーム分割器を備える。故に、皮膚３から受け取られた可視波長光は、光学系によって捕捉され、システムを手動で又は自動的に制御するために使用され得るフィードバック信号１１’として提供される。
【００５２】
本発明は、デバイスの治療部が、代わりに、光ファイバによってレーザ源に接続されたシステムに関する。このように、治療部がカテーテルの端部にあることから内部治療が可能になり、又は、治療部はハンドヘルドポータブルデバイスであり、それによって高価で嵩張る関節式アームの必要性を回避している。
【００５３】
本発明のシステムは、２段階の手法を利用し、それによって、完全な主発振器電力増幅器及び光学系が、ファイバ先端に、いわゆる主発振器電力増幅器（ＭＯＰＡ）レイアウトの形態で一体化される。ファイバ自体は、体外から先端部へと励起レーザ光を誘導するために使用され、励起光は、いくつかの発振器結晶並びにレンズ及びミラーから成る光学系の組み合わせによって、短い強度のレーザパルスに変換される。ファイバに入る平均的な光学的パワーはより著しく高いが、ピークパワーは６から７桁低減され得、即時の破壊をもたらすことなくファイバが効果的に光を支え得ることを確実にする。
【００５４】
図２は、システムの実施態様の例を図示する。
【００５５】
システムは、例えば８０８ｎｍのダイオードレーザ源３５から励起レーザ光を誘導する導光器３２を収容するカテーテル３０を備える。
【００５６】
レーザ光は、ファイバ先端から発散し、次いで光学要素３６のレンズ面３４に入射する。
【００５７】
光学要素３６は、固形体として形成され、光入力側において非球面レンズ面３４を有し、出力面において円錐形状反射体３８を有する。レンズ面は、中央領域４０と、中央領域の半径方向外側の外側領域とを有する。中央領域は貫通孔４０である。中央領域の下流には、屈折率分布（ＧＲＩＮ）レンズ４２、受動的ｑスイッチマイクロチップレーザ発振器４４、結晶光増幅器４６がある。
【００５８】
光学要素は、その内部にレンズ４２、発振器４４及び増幅器４６が形成される中央貫通孔を有する本体部を備える。次いで、貫通孔の前端部は中央領域を形成し、貫通孔の周りの固形体の前端部は、レンズ面を形成する。代わりに、本体部に個別のレンズ要素があってもよく、本体部が平坦な前面を有してもよい。
【００５９】
生成されたレーザ光は、光学要素３６から出て、組織の内部に密なスポットを形成するために非球面レンズ４８によって集束される。このスポットは、損傷を生むため、又はＬＩＯＢを提供するために使用される。
【００６０】
レーザパルスを生成するために、入射励起光の中央部は、ＧＲＩＮレンズ４２によって集められ、レーザ発振器チップ４４に集束される。
【００６１】
入射励起光の周辺部は、先ずレンズ面３４によってコリメートされ、次いで、結晶光増幅器４６の内部に中心を有する線状焦点を形成するために円錐形状反射体面３８によって偏向される。
【００６２】
結晶増幅器の内部の線状焦点は、増幅器の利得プロファイルがマイクロチップレーザ発振器の中央透過モード（ＴＥＭ００）と重複することを確実にする。増幅器結晶のドーピングは、増幅器結晶の利得とのレーザ発振器信号の良好なモーダルな重複を確実なものとするように半径方向に変化する。
【００６３】
図３は、コンポーネントをより詳細に図示する。
【００６４】
レーザ発振器チップ４４は、互いに溶着されたＣｒ：ＹＡＧ可飽和吸収体チップ５０と高ドープされたＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器チップ５２との二重の積層体から成る。
【００６５】
発振器チップ５２の励起ビーム進入面５４は、研磨されて、８０８ｎｍの励起ビームのための反射防止コーティングを備えるとともに、１０６４ｎｍのレーザビームのための高反射コーティングを有する。
【００６６】
可飽和吸収体チップ５０の出力側５６は、チップを通る励起光５８の二重の通路を用いるために８０８ｎｍのための高反射コーティングを有する。１０６４ｎｍの反射率は、生成される光６０の最適なパルス持続時間及び強度特性を可能にするように設計され得る。
【００６７】
結晶増幅器４６は、ファイバによって出射される、レンズ面３４によってコリメートされて円錐形状ミラー面３８によって偏向された光の周辺部によって励起される。円錐形状ミラーは、光学要素３６の媒体と周囲の媒体との間の屈折率の差に応じて、８０８ｎｍの励起レーザ光の反射を確実にするようにコーティングされるか、又は、全内反射の原理を用いるかのいずれかである。
【００６８】
光学要素３６がサファイヤ（屈折率ｎ＝１．７６）で作成されているなら、光を偏向するために単に全内反射の原理に頼ることによって、如何なるコーティングも有さない先端を血液及び組織に直接的に接触させて使用することが可能である。
【００６９】
増幅器結晶自体は、ネオジウムが低ドープされたＹＡＧロッドであってよい。ドーピングは、均一であるか、又は代替的に、半径方向又は長手方向に変化するドーピング濃度を用いてもよい。特には、結晶のドープされたエリアとの励起光の良好な重複を確実にし、励起及びレーザ光の適切なモード重複を確実なものとするために、利得を結晶の中心に限定するように、半径方向の分布が用いられ得る。ロッドの様々な表面は、必要に応じて励起及びレーザの波長の損失を最小にするためにコーティングされ得る。
【００７０】
周辺部光の量対中央励起光の量の比率は、ファイバ３０に対する光学要素３６の距離を変化させることによって、容易に調整され得る。任意的に、レンズ面３４及び４８は、光学要素３６に直接的に実装されてよく、又は、個別に製造されて、製造中に本体部に溶着／接着されてよい。
【００７１】
本設計は、容易に小型化され得、位置合わせが非常に容易であり、その対称性によって熱的に安定している。更には、レーザ生成器の本体部としてサファイヤを使用しているので、周囲の血流によって容易に冷却されることが確実となる。光学要素４の典型的な直径は１ｃｍ未満である。
【００７２】
ファイバ先端に装着されたＭＯＰＡレーザ設計は、単一のレーザパルスから秒あたり数百のパルスについて、パルス当たり数十マイクロジュールから数ミリジュールまでのパルスエネルギーを有するサブナノ秒レーザパルスを生成するために、効果的に用いられる。
【００７３】
円対称性及び最適化された熱的設計は、組織においてＬＩＯＢイベントを生むために必要となる密な集束を得るために不可欠な良好なビーム品質を可能にする。
【００７４】
本発明は、光ファイバ内視鏡及び／又はファイバベースの導光器によってしかアクセスできないエリアにおいて高ピークパワー及び高強度レーザパルスが必要となる任意の場所に適用可能である。これらは、例えば、生体内内視鏡への適用に関する。ハンドヘルドデバイスの分野においては、本発明は、レーザ結晶及び集束光学素子を収容する軽量のハンドピースにファイバによって接続されたベースステーションにおけるファイバ結合式レーザダイオードの使用を可能にする。このようにして、高強度レーザパルスを誘導するための扱いにくく高価な関節式アームの使用が回避され得る。
【００７５】
上記の例は、Ｃｒ：ＹＡＧ結晶可飽和吸収体チップ５０及び高ドープされたＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器チップに基づいている。しかしながら、他のマイクロチップベースのレーザ及び他の可飽和吸収体が使用されてもよい。半導体可飽和吸収体が使用されてもよい。
【００７６】
上記の例は、結晶増幅器としてネオジウムがドープされたＹＡＧロッドに基づいている。他の例としては、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｎｄ：Ｙｂ：ＹＡＧ及びＹｂ：Ｃｒ：ＹＡＢがある。
【００７７】
上述の例は、特には所望のパルスエネルギーを達成するために、結晶レーザ発振器及び増幅器を利用している。しかしながら、現在及び将来の設計が適切な性能を有するならば、半導体マイクロチップレーザ発振器（及び対応する半導体光増幅器）が代わりに使用されてよい。
【００７８】
上述された実施形態は、本発明を限定するものではなく例示するものであり、当業者は、多くの代替的な実施形態を、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく設計できるであろうことに留意されたい。特許請求の範囲において、括弧の間に置かれる任意の参照符号は請求項を限定するものと解釈されるべきではない。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という動詞及びその活用形の使用は、請求項において述べられたもの以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。ある要素に先行する「ａ」又は「ａｎ」という冠詞は、そのような要素の複数の存在を排除しない。本発明は、いくつかの異なる要素を含むハードウェアによって、及び適切にプログラムされたコンピュータによって実現され得る。いくつかの手段を列挙するデバイスの請求項において、これらの手段のうちのいくつかは、１つの同一のハードウェアアイテムによって具現化され得る。特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。
【図１】
0006651680.tif 000002
【図２】
0006651680.tif 000003
【図３】
0006651680.tif 000004