(57)【要約】本発明は、医療レーザー治療モジュールに関する。この医療レーザー治療モジュールは、基本波長λ１ を生成するレーザービーム源を有し、任意に使用される。本発明の医療レーザー治療モジュールは、この医療レーザー治療モジュールが、その他の波長λ２ ，λ３ のレーザービームを生成する少なくとも１つの手段（２，３）、及び基本波長λ１ のレーザービームを波長λ２ ，λ３ を生成する手段内に選択的に入射させる少なくとも１つの手段を有する点を特徴とする。こうして構成されたレーザーモジュールは、特に歯科で使用可能であり、かつ内蔵可能なモジュールとしても使用可能であり、治療機器の固定式の構成要素としても使用可能である。
2004506471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本波長（λ１ ）を生成する少なくとも１つの第１レーザービーム源（１）を有する医療レーザー治療モジュールにおいて、この医療レーザー治療モジュールは、その他の波長（λ２ ，λ３ ）のレーザービームを生成する少なくとも１つの手段を有すること、これらのその他の波長（λ２ ，λ３ ）のレーザービームを生成するこの手段は、少なくとも１つのビーム入力部を有し、このビーム入力部は、第１レーザービーム源のうちの少なくとも１つの第１レーザービーム源のビーム出力部に接続可能であること、及び、第１レーザービーム源（１）のうちの少なくとも１つの第１レーザービーム源から放出されたレーザービームと、その他のレーザー波長（λ２ ，λ３ ）のレーザービームを生成する手段から放出されたレーザービームとの双方が、レーザー治療モジュールから出射可能であることを特徴とする医療レーザー治療モジュール。
【請求項２】
医療レーザー治療モジュールは、基本波長（λ１ ）のレーザービームをその他の波長（λ２ ，λ３ ）を生成する手段内に選択的に入射させる少なくとも１つの手段を有することを特徴とする請求項１に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項３】
基本波長（λ１ ）のレーザービームと少なくとも１つのその他の波長（λ２ ，λ３ ）のレーザービームの双方が、作動状態中に医療多重波長レーザーモジュールから出射可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項４】
複数の異なる波長（λ２ ，λ３ ）のレーザービームが、医療レーザーモジュールの作動状態中に医療レーザーモジュールから出射可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項５】
医療レーザー治療モジュールは、２ つの異なる波長（λ２ ，λ３ ）のレーザービームを生成する２つの手段、及び波長（λ２ ）及び／又は（λ３ ）のレーザービームを生成する手段内に波長（λ１ ）のレーザー波長を選択的に入射させる手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項６】
波長（λ２ ）のレーザービームを生成する手段の一方の手段が、波長（λ１ ）より長い波長を生成し、波長（λ３ ）のレーザービームを生成する手段の他方の手段が、波長（λ１ ）よりも短い波長を生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項７】
第１ レーザービーム源（１）は、９００ｎｍ 〜 １０００ｎｍ の波長範囲λ１ 内にある波長の光を生成することが可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項８】
第１ レーザービーム源（１）は、ダイオードレーザであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項９】
ダイオードレーザの活性媒体は、ガリウム・砒素（ＧａＡｓ），インジウム・ガリウム・砒素（ＩｎＧａＡｓ），ガリウム・アルミニウム・砒素（ＧａＡｌＡｓ），インジウム・ガリウム・アルミニウム・砒素（ＩｎＧａＡｌＡｓ）及びインジウム・ガリウム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ） のグループから成る請求項８に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１０】
多数のダイオードレーザが、ダイオードレーザーアレイ内に配置されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１１】
波長（λ２ ）を生成する手段は、１．５ μｍ と３ μｍ との間の範囲内にある波長を生成することが可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１２】
その他の波長λ２ を生成する手段は、固体レーザであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１３】
固体レーザは、Ｎｄ：ＹＡＧ， Ｎｄ：ＹＬＦ， Ｈｏ：ＹＡＧ， Ｅｒ：ＹＡＧ， ＥｒＣｒ：ＹＳＧＧ， Ｅｒ：ＧＧＧ， Ｅｒ：ＹＳＧＧ， Ｅｒ：ＹＬＦ， ＣｒＴｍＥｒ：ＹＡＧから成るレーザー活性結晶又はその他の希土類でドープされた結晶を有することを特徴とする請求項１２に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１４】
固体レーザの結晶は、空洞内に収納されていて、この結晶は、拡散ポンピングを可能にすることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１５】
波長（λ１ ）の光が、結晶をポンピングするために液体を通じて空洞内に入射され得るように、固体レーザの空洞が、液体導管を介してレーザービーム源（１）に接続されていることを特徴とする請求項１４に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１６】
液体導管は、循環経路として形成されていて、この循環経路は、冷却装置を通過することを特徴とする請求項１５に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１７】
液体導管と空洞は、水溶性の溶媒，シリコンオイル及び／又はその他の適切な液体で満たされていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１８】
その他の波長（λ３ ）を生成する手段は、非線形周波数倍増器であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１９】
医療レーザー治療モジュールは、液体光ファイバを有する光伝送系を有することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項２０】
非線形周波数倍増器は、４５０ ｎｍと ５００ ｎｍ との間の範囲内にある波長を生成することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項２１】
非線形周波数倍増器は、ＫＴＰ ，ＫＤＰ ，ＬｉＮｂＯ３，ＫｎｂＯ３ ，ＬｉＴａＯ３及びＬＢＯ のグループから成る倍増結晶を有することを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項２２】
放射波長（λ３ ）を増幅する周波数倍増器は、共振器を装備することを特徴とする請求項１８〜２１のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項２３】
医療レーザー治療モジュールは、光伝送系を使用可能であり、この光伝送系は、グループλ１ ，λ２ ，λ３ から成る少なくとも１つの波長の光を治療箇所に送ることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項２４】
医療レーザー治療モジュールは、独立した機器であることを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項２５】
医療レーザー治療モジュールは、医療治療機器に内蔵可能なモジュールであることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項２６】
医者の治療器具が、請求項１〜２５のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュールを使用可能であることを特徴とする医者の治療器具。
【請求項２７】
医者の医療器具は、歯科の治療器具であることを特徴とする請求項２６に記載の医者の医療器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の医療レーザー治療モジュールに関する。
【０００２】
レーザーシステムは、技術でも材料加工でも医療でも不可欠な器具である。これらのレーザーシステムは、例えば鋸刃やドリル刃のような機械的な摩耗部分なしに例えば正確で、点を精確にしてかつ非接触な作業を可能にする。
【０００３】
いろいろなレーザーシステムが、医療の用途に対して存在する。この場合、レーザの活性媒体が、各レーザに対して重要である。この活性媒体は、放射波長を定め、同時にレーザの使用分野を医療で確定する。この選択は、主に組織内でのレーザービームの波長に依存した吸収によってなされる。
【０００４】
いろいろなレーザーシステムが、例えば眼科，皮膚科，形成外科，婦人科，神経外科，泌尿器科及び歯科のような人間医療並びに獣医学の双方で使用される。１つの例は、最小の組織部分を切除することによって角膜の形を矯正するエキシマレーザを用いた非正視の治療である。このエキシマレーザの放射スペクトルは紫外線内に存在する。白内障又は緑内障 （Ｇｌａｕｋｏｍ）の治療の場合でも、レーザが使用される。緑内障を治療する場合、眼圧の調整が修復される。歯科では、レーザが、例えば歯周症や歯肉炎の治療に及びドリルの代替品として使用される。
【０００５】
レーザービームを発生させる原理は、常に刺激放射である。この刺激放射の過程は、アルバート・アインシュタインが初めて説明した。レーザー遷移を担う高く位置するエネルギー準位が、活性媒体中で原子又は分子を励起することによって確保される。上のレーザー準位の過剰を発生させる（ポンピング）ための励起が非常に十分である場合、これを反転分布と呼ぶ。自然放射から刺激放射への移行、すなわち人工的に発生させた上のレーザー準位の減少の結果として、レーザービームが最終的に放射される。
【０００６】
レーザー媒体が励起されるこの方法は、使用されるレーザー媒体に依存する。これらの重要な３つの励起の種類には：
ｉ）ガス放電、すなわちガスレーザのプラズマ生成。
ｉｉ）固体レーザーシステムの光学ポンピング。
ｉｉｉ）ダイオードレーザの電気ポンピング。
がある。
【０００７】
固体レーザ中に含まれるレーザー活性媒体が、この固体レーザに対して重要である。レーザービームが、この活性媒体中で生成される。この固体レーザの場合、レーザー活性媒体が、結晶によって形成される。この結晶は、いろいろな方法にしたがって反転分布まで励起され得る。
【０００８】
一方では、フラッシュランプによる光学ポンピングが、レーザー結晶を励起する従来の技術として公知である。他方では、その他のレーザーシステムによる光学ポンピングが公知である。
【０００９】
フラッシュランプによる励起の場合、フラッシュランプによって放射されたスペクトルの一部が、レーザー結晶のレーザー励起に必要な吸収バンドの範囲内にある。この場合、結晶の励起が、縦配列によって起こる。すなわち、レーザー結晶とフラッシュランプとが、相並んで平行に存在する。フラッシュランプが望まない熱出力を放射するので、レーザー結晶は必ず冷却する必要がある。
【００１０】
その他のレーザーシステムによる励起は、いろいろな配列で実施可能である：
１：結晶のポンピングのために使用されるレーザが、縦配列に沿って、すなわち結晶の縦軸に沿ってビームを放射する。
２：レーザーシステムの列が、横配列に沿って、すなわち結晶に対して横配列される。
【００１１】
別のレーザを用いるレーザー媒体の励起の利点は、励起状態吸収（ＥＳＣ）によるレーザー遷移の狭い帯域の励起である。この過程の場合、フラッシュランプによる広帯域の励起に比べて、最少の励起エネルギーしか失われない。しかしながら、例えば縦方向の励起の場合に、ポンピングエネルギーが結晶内で均一に分散しない点が欠点である。
【００１２】
反転分布を起こすその他の方法は、いわゆる拡散ポンピングである。この方法は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第 １００ １３ ３７１ 号明細書中に記されている。この方法で使用されるポンピング配列 （Ｐｕｍｐｋｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）は、横配列として説明できず、縦配列としても説明できない。さらに、結晶に対するポンピングビームが、特別な光伝送系経由でポンピングチェンバ内に入射する。レーザー結晶が、ポンピングチェンバの内壁面に対する多重反射によって均一に照射される。この場合、ポンピング光源を１つの又は多数のレーザで生成してもよい。
【００１３】
ダイオードレーザの場合、半導体結晶が、活性媒体として使用される。これらの活性媒体は、励起時に可視スペクトル領域内にあり、かつ赤外線に近いスペクトル領域内にあるコヒーレントな１本のビームを放射する。半導体中では、電子のエネルギー状態が、自由原子のように鋭系列ではなくて、広帯域によって与えられている。充満帯が、基底状態を形成する。伝導帯が、励起状態を形成する。一般に、励起は、外部電圧の印加後のｐｎ接合で起こる。電子が、充満帯から伝導帯に励起される。このことは、反転分布を引き起こす。これに続く誘導放射では、これらの電子が、充満帯内に戻り、このときに光を放射する。放射波長は、充満帯と導電帯との間のエネルギーギャップに依存する。この場合、このエネルギーギャップは、適切な半導体化合物の選択から生じる。一般に、これらの化合物は、元素周期表の第ＩＩ〜ＩＶ族元素及び／又は第ＩＩＩ〜Ｖ族から成る混晶である。これらの元素は、とりわけ重要である。
【００１４】
本発明の課題は、一方ではより多くの使用可能性を呈し、他方では小さいコンパクトな構造に特徴のある医療で使用可能なレーザー機器を提供することにある。この機器は、容易に持ち運びできなくてはならず、かつモジュール・ユニットとして各種の機器に内蔵可能である。
【００１５】
この課題は請求項１の上位概念から出発して請求項１の特徴部分中に記載の特徴によって解決される。
【００１６】
本発明の医療治療機器つまり医療レーザー治療機器では、いろいろな種類のレーザービーム波長が要求される多くの医療治療を１台の機器だけによって実施することが可能である。所望の波長が、治療の種類に応じて１台の機器だけで生成され得る。
【００１７】
本発明の好適なその他の構成は、従属請求項中に記載されている。
【００１８】
図面は、本発明の医療レーザー治療機器の機能と構造を概略的に示す。
【００１９】
図１中に示されたブロック図では、ダイオードレーザ又はダイオードレーザーアレイ１が示されている。これらの実施形は、ダイオードレーザとダイオードレーザーアレイの双方が適用される。ダイオードレーザーアレイの場合は、複数のビームを一体化してもよいし、例えば互いに離された光ファイバを通じて別々に放射してもよい。固体レーザモジュール２と非線形倍増ユニット３が示されている。符号λ２ は、固体レーザ２の放射波長を示す。符号λ３ は、非線形倍増ユニット３の放射波長を示す。そして、符号λ１ は、ダイオードレーザ１の放射波長を示す。
【００２０】
特に、光伝送系が液体光ファイバを有するように、医療レーザー治療モジュールを構成すると有益である。多重波長モジュールの実施形で示されているように、特にこの液体光ファイバは、非常に広いスペクトル範囲にわたっていろいろな波長を伝送するために使用される。
【００２１】
図２中に示された実験配置は、ビームを重ね合わせる例示的な構成を示す。このビームの重ね合わせでは、ダイオードレーザ１が、固体レーザ２内に入射する放射波長λ１ を生成する。この固体レーザ２は、それ自体波長λ２ を放射する。固体レーザ２から放射された波長λ２ の放射ビームがレーザーモジュールを離れる前に、この放射ビームが半透過性ミラーＳ１，Ｓ２を透過する。ダイオードレーザ１の波長λ１ の他方の部分ビームが、ビームスプリッタＳ４に当たり、半透過性ミラーＳ２上で反射し、波長λ２ のビームと特に重なり合ってこの波長λ２ のビームのビーム経路を進行し、半透過性ミラーＳ１を通過して同様にレーザーモジュールを離れる。ビームスプリッタＳ４で生成された波長λ１ の他方の部分ビームは、非線形倍増ユニット内に入射し、そこで波長λ３ に変換される。この波長λ３ のビームは、ミラー３で完全に反射し、半透過性ミラーＳ１で反射して特にλ１ ，λ２ と重なり合って同様にレーザーモジュールを離れる。
【００２２】
図３中には、レーザーモジュールＭＬの波長λ１ ，λ２ ，λ３ の重なり合ったビームが、光伝送系４を経由して重なり合った軸線に沿ってどうやって目的地に伝送されるかが示されている。
【００２３】
以下に、本発明の医療レーザー治療モジュールをいろいろな実施形で説明する。
【００２４】
医療レーザー治療モジュールが、基本波長λ１ を生成するレーザービーム源１を有し、この医療レーザー治療モジュールが、別の波長λ２ ，λ３ のレーザービームを生成する少なくとも１つの手段２，３、及び波長λ２ ，λ３ を生成するこの手段２，３内に基本波長λ１ のレーザービームを選択的に入射させる少なくとも１つの手段をさらに有するように、医療レーザー治療モジュールが本発明にしたがって構成されている。特に、別の波長λ２ ，λ３ のレーザービームを生成させる手段２，３が存在する。
【００２５】
基本波長λ１ を手段２，３内に入射させるたくさんの手段が適している。波長λ２ のレーザービームを生成する手段２が固体結晶であるこの図は、１つの好適な実施形である。しかしながら、波長λ２ のレーザービームを生成するこの手段では、その他の手段も重要である。特に、その他の波長を生成する別の手段は、波長λ３ のレーザービームを生成する倍増ユニットである。
【００２６】
例えば液体光ファイバ又は固体光ファイバ、特にガラス光ファイバのような適切な光伝送系が、レーザービームを手段２，３内に入射させるために使用される。
【００２７】
レーザービームは、特に適切な偏向系によって選択的に入射される。これらの偏向系は、ミラー系，ビームスプリッタ，複色性ミラー又は回転可能なミラーのような適切な手段から構成される。基本波長λ１ のレーザービームを入射させる手段は、適切なレーザー要素をさらに有する。
【００２８】
波長λ１ ，λ２ ，λ３ のレーザービームを生成する手段１，２，３からレーザービームを出射させる手段は、特にレーザービームの入射に基づいて既に説明した手段を有する。
【００２９】
手段１，２，３からのレーザービームを出射させるために適した光伝送系も、特に液体光ファイバ又は固体光ファイバの使用下で使用される。
【００３０】
適切なミラー系、例えばビームスプリッタ，複色性ミラー又は回転可能なミラーが、好ましい偏向系として使用される。
【００３１】
特にプリズム要素又はレンズ要素が、出射手段として使用される。
【００３２】
本発明の好適な実施形では、波長λ１ のレーザービームを生成する手段１が、レーザービームλ２ を生成する手段よりも短い波長を生成し、かつ波長λ３ のレーザービームを生成する手段３よりも長い波長を生成する。
【００３３】
特に、このことは、ダイオードレーザが波長λ１ を生成する手段１として使用され、固体レーザが波長λ２ を生成する手段２として使用され、非線形な周波数倍増器が波長λ３ を生成する手段３として使用されることによって実現される。
【００３４】
波長λ１ を生成する手段としてダイオードレーザを使用すると、一方では本発明の装置の構造が非常に小さくなるという有利な効果を奏する。この効果は、医療治療機器に対して、特に可動式の治療機器に対して非常に好ましい。ダイオードレーザによって生成された波長λ１ は、医療治療において直接使用可能である。すなわち、 ９００ｎｍ〜 １０００ｎｍ の波長範囲内にあるダイオードレーザの光が、特に歯周科，内科及び外科の分野における治療で使用され得る。このことは、特に歯科でとりわけ重要である。特に、ダイオードレーザ１は、所望の波長にしたがってガリウム・砒素（ＧａＡｓ），インジウム・ガリウム・砒素（ＩｎＧａＡｓ），ガリウム・アルミニウム・砒素（ＧａＡｌＡｓ），インジウム・ガリウム・アルミニウム・砒素（ＩｎＧａＡｌＡｓ）及びインジウム・ガリウム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ） のグループから成る活性媒体を備えうる。しかしながら、この選択は、これらのグループに限定されない。この代わりに、医療治療に適していたり、及び／又はその他のレーザの励起に使用され得る全ての活性媒体が使用できる。このその他のレーザはそれ自体、医療で使用可能な波長λ１ ，λ２ を生成するのに適している。個々のダイオードレーザ１の代わりに、ダイオードレーザーアレイも使用できる。
【００３５】
もう１つの好適な実施形では、レーザービーム源が、波長λ２ を生成する手段２として使用され得る。このレーザービーム源は、１．５ μｍ 〜 ３μｍ の範囲内の波長λ２ のレーザービームを生成できる。特に固体レーザ２が使用され得る。この固体レーザ２は、活性媒体を有する。この活性媒体は、１．５ μｍ と ３μｍ との間の波長範囲内にある波長λ２ のレーザービームを生成することが可能である。例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ， Ｎｄ：ＹＬＦ， Ｈｏ：ＹＡＧ， Ｅｒ：ＹＡＧ， ＥｒＣｒ：ＹＳＧＧ， Ｅｒ：ＧＧＧ， Ｅｒ：ＹＳＧＧ， Ｅｒ：ＹＬＦ， ＣｒＴｍＥｒ：ＹＡＧから成る結晶又はその他の希土類でドープされた結晶が、活性媒体として使用され得る。しかしながら、使用可能な結晶は、これらのグループに限定されない。むしろ、医療治療に適している波長のレーザービームを生成することが可能である全ての結晶が使用され得る。本発明の医療レーザー治療機器の基本波長λ１ を生成するダイオードレーザ１又はダイオードレーザーアレイの選択は、どの固体レーザー結晶が波長λ２ のレーザービームを生成するために選出されるかに左右される。固体レーザ２に対して例示的に列挙されたこれらの結晶は、ダイオードレーザ１に対して例示的に列挙されたダイオードレーザー結晶と一緒の使用に適している。固体レーザ２のレーザービームは、例えば窩洞の準備，歯周科，内科又は合成樹脂の加工で使用され得る。
【００３６】
波長λ２ を生成する手段として固体レーザ２を使用する場合、この固体レーザ２が、波長λ１ を生成する手段によって光学的にポンピングされる。この目的のために、考えられる全てのポンピング機構が確かに考慮の対象になるものの、拡散ポンピング法、特にドイツ連邦共和国特許出願第 １００ １３ ３７１ 号明細書中に記されている方法がとりわけ好ましい。この拡散ポンピングの場合、固体レーザ２の活性媒体が空洞内に存在する。この空洞では、特に光がその両端部で、特に側面にわたって、かつ全ての周囲にわたって反射する。好ましくは、空洞の内部空間が、液体で満たされている。この液体は、波長λ１ の光が固体レーザ２内に入射する送信部内にも同様に存在する。これによって、固体レーザ２の空洞の内部空間が、光で均一に照射される。例えば水溶性の溶媒，シリコンオイル及び／又はその他の適切な液体が、液体として考慮の対象になりうる。本発明の別の好適な実施形では、波長λ１ の光を固体レーザ２内に入射させるために使用される液体が、冷却装置を備えた循環経路内で還流される。その結果、空洞の内部空間の冷却が可能である。
【００３７】
好ましくはレーザービーム源３が、波長λ３ を生成する手段３として使用される。このレーザービーム源３は、４５０ｎｍ 〜 ５００ｎｍの波長範囲にある波長λ３ のレーザービームを生成することが可能である。好ましくは、非線形周波数倍増ユニット３が、この目的のために使用される。波長λ１ の光が、この非線形周波数倍増ユニット３に入射して、この周波数倍増結晶をポンピングする。ＫＴＰ 結晶，ＫＤＰ 結晶，ＬｉＮｂＯ３結晶，ＫｎｂＯ３ 結晶，ＬｉＴａＯ３結晶及びＬＢＯ 結晶のグループから成る倍増結晶を有する非線形周波数倍増器３が、特に好ましい。例えばＫＴＰ 又はＬｉＴａＯ３のような単結晶の出力スペクトルが、追加の周期的な極性によって著しく上昇する。これらの結晶は、ポンピング波長に依存するレーザービームを生成し得る。これらのレーザービームは、例えば外科，内科や合成樹脂の重合で使用され得る。しかしながら、この選択は、これらの例に限定されず、むしろ特に医療の用途に適している波長のレーザービームを生成し得るあらゆる結晶が使用できる。好適な実施形では、非線形周波数倍増器が共振器に内蔵されている。その結果、放射スペクトルをさらに増幅することが可能である。
【００３８】
レーザーモジュールの波長λ１ ，λ２ ，λ３ のグループから成る少なくとも１つの要素が、光伝送系４を通じて治療箇所に送られ得るように、波長λ１ ，λ２ ，λ３ を生成する手段が、本発明にしたがってこのレーザーモジュールに内蔵されている。例えば、ガラスファイバーケーブルや液体で満たされた任意の中空構造体（内腔）が、光伝送系４として考慮される。このガラスファイバーケーブル及び中空構造体は、光を出射地点にさらに送る。この出射地点では、医療的な治療が、手動操作で実施されるか又は純粋に機械的に制御される。この光伝送系４では、所望の波長が治療の要求に応じて入射される。いろいろな波長の光が、例えばビームスプリッタＳ４，半透過性ミラーＳ１，Ｓ２及びミラーＳ３を配置することによって入射される。
【００３９】
図２中に示されたモジュール構成要素の配置は、例示的な実施形を示す。この実施形では、ダイオードレーザ１が、波長λ１ の光を放射する。この光は、ビームスプリッタＳ４を経由し、そして半透過性ミラーＳ２，Ｓ１を経由して一方では直接に、他方ではビームスプリッタＳ４を経由して非線形周波数倍増器３に送られ、次いで波長λ３ の光に変換後にミラーＳ３と半透過性のミラーＳ１を経由して光伝送系４に送られる。さらに、波長λ１ の光の一部が、ダイオードレーザ１から直接出射され、固体レーザ２をポンピングする。この固体レーザ２の波長λ２ の光が、半透過性ミラーＳ２，Ｓ１を通過して光伝送系４に送られる。波長λ２ ，λ３ が波長λ１ に依存して生成されるために、λ２ ，λ３ の出力が、λ１ の出力に直接結合されている。そのため、波長λ１ ，λ２ ，λ３ でのレーザー出力が、基本波長λ１ の出力に基づいて、すなわちこの例ではダイオードレーザ１又はダイオードレーザーアレイ１の出力制御に基づいて調整される。
【００４０】
使用例：
特に歯科学では、本発明の好適な実施形で、多重波長レーザーモジュールを窩洞の準備，歯周科，外科，内科の分野並びに合成樹脂の加工及び重合に使用することが提唱されている：このために、以下の波長が使用され得る：
窩洞の準備（Ｋａｖｉｔａｅｔｅｎｐｒａｅｐａｒａｔｉｏｎ）： ２μｍ 〜 ３μｍ， （λ２）．
歯周科（Ｐａｒｏｄｏｎｔｏｌｏｇｉｅ）： ９００ ｎｍ 〜 １０００ ｎｍ及び ２μｍ 〜 ３μｍ， （λ１ ，λ　２）．
外科（Ｃｈｉｒｕｒｇｉｅ）： ４５０ ｎｍ 〜 ５００ ｎｍ， ９００ ｎｍ 〜 １０００ ｎｍ， （ λ１ ，λ３）．
内科（Ｅｎｄｏｄｏｎｔｉｅ）： ４５０ ｎｍ〜 ５００ ｎｍ， ９００ ｎｍ 〜 １０００ ｎｍ， ２ μｍ 〜 ３μｍ，　　（ λ１ ，λ２ ，λ３）．
合成樹脂の加工及び重合： ２ μｍ 〜 ３μｍ， ： ４５０ ｎｍ 〜 ５００ ｎｍ， （λ２ ，λ３）．
医学の適用分野に応じて、歯科学に対する本発明の好適な実施形では、放射スペクトルを以下のように選択することが提唱されている：
９００ ｎｍ〜 １０００ ｎｍの範囲内にあるダイオードレーザ又はダイオードレーザーアレイの基本波長λ１ ，
１．５ μｍ 〜 ３μｍ の固体レーザ２の波長λ２ ，
４５０ ｎｍ〜 ５００ ｎｍ の倍増ユニット３の波長λ３ ，
さらに、本発明の医療レーザー治療モジュールは、例えば皮膚病学，眼科学や歯科学のような人間医学のいろいろな分野で及び獣医学で使用され得る。
【００４１】
本発明の医療レーザー治療モジュールは、独立した機器として、すなわちコンパクトで独立したユニット，（波長が選択される）モジュール式のユニット又は内蔵可能なモジュールとして実際に使用され得る非常に小さくてかつコンパクトな構造内に多数のレーザー波長を生成することを可能にする。レーザー波長λ１ ，λ２ ，λ３ 及びレーザービームを生成する手段は、医療の適用分野に応じて選択される。適切なビーム配置では、図３中に示されているように、これらの波長は、適切な光放射系４を用いて個別に、組合わせて又は完全に重なり合って本発明の医療レーザー治療モジュールから出力され得る。
【００４２】
本発明の医療レーザー治療モジュールの好適な実施形では、この医療レーザー治療モジュールを独立した機器として構成することが提唱されている。基本波長λ１ を生成するダイオードレーザーモジュール又はダイオードレーザーアレイモジュール１，低周波レーザービームλ２ を生成する固体レーザーモジュール２及びレーザー波長λ３ を生成する倍増ユニット３のような全てのモジュール要素が、この独立した機器に内蔵されている。さらに、適切なビーム配置では、波長λ１ ，λ２ ，λ３ のグループから成る少なくとも１つの要素が、個別に又は完全に重なり合って本発明の医療レーザー治療機器から出力され得る。レーザーが、この機器から１つ又は多数の適切な光伝送系４を経由して使用箇所に送られる。
【００４３】
その他の好適な実施形では、本発明の機器をモジュールユニットとして構成することが提唱されている。この場合、例えば、基本波長λ１ を生成するダイオードレーザーモジュール若しくはダイオードレーザーアレイ１及び波長λ２ の低周波レーザービームを生成する固体レーザーモジュール２、又は、基本波長λ１ を生成するダイオードレーザーモジュール若しくはダイオードレーザーアレイ１及び波長λ３ を生成する倍増ユニット３のような、個々のモジュール要素の組合わせが可能である。さらに、適切なビーム配置では、レーザー波長λ３ ，λ１ 又はλ２ ，λ１ が、個別に又は完全に重なり合って、すなわちλ３ ＋λ１ 又はλ２ ＋λ１ が、光伝送系４によって１つのユニットから出力され得る。
【００４４】
本発明のもう１つの好適な実施形では、医療レーザー治療モジュールが、内蔵モジュールとして、例えば歯科治療ユニットに内蔵され得る。このことは、同様に独立したシステムとして又はモジュールユニットとして実施され得る。波長の組合わせに関しては、独立したシステム又はモジュールユニットの説明した全てのバリエーションが考慮され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の医療レーザー治療機器の機能を概略的に示す。
【図２】
本発明の実施の形態を示す。
【図３】
医療レーザー治療機器の概略を示す。
【符号の説明】
１　　　λ１：基本波を有するダイオードレーザー又はダイオードレーザーアレイ
２　　　λ２ ：低周波の放射スペクトルを有する固体レーザーモジュール
３　　　λ３ ：高周波の放射スペクトルを有する倍増ユニット
４　　　光伝送系
Ｓ１　　偏向プリズム，ビームスプリッタ又はミラー
Ｓ２　　偏向プリズム，ビームスプリッタ又はミラー
Ｓ３　　偏向プリズム，ビームスプリッタ又はミラー
Ｓ４　　偏向プリズム，ビームスプリッタ又はミラー
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年10月23日(2002.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本波長（λ１ ）を生成する少なくとも１つの第１レーザービーム源（１），その他の波長（λ２ ，λ３ ）のレーザービームを生成する少なくとも１つの手段（２，３）及び基本波長（λ１ ）のレーザービームをこれらのその他の波長（λ２ ，λ３ ）を生成する手段内に入射させる手段を有する医療レーザー治療モジュールにおいて、この場合、作動状態では、基本波長（λ１ ）のレーザービームとこれらのその他の波長（λ２ ，λ３ ）のうちの少なくとも１つのレーザービームとの双方が、この医療レーザー治療モジュールから出射可能であり、波長λ２ ，λ３ は、波長λ１ に依存して生成されること、第１レーザービーム源（１）は、ダイオードレーザであり、波長λ２ を生成する手段（２）は、固体レーザであり、波長λ３ を生成する手段は、非線形周波数倍増器であること、及び、波長λ１ ，λ２ ，λ３ のグループから成る少なくとも１つの要素が、適切なビーム配置によって個別に又は完全に重なり合って光伝送系によって医療レーザー治療モジュールから出力され得ること。
【請求項２】
基本波長（λ２ ）のレーザービームを生成する固体レーザが、波長（λ１ ）よりも長い波長を生成し、波長（λ３ ）のレーザービームを生成する非線形周波数倍増器が、波長（λ１ ）よりも短い波長を生成することを特徴とする請求項１に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項３】
ダイオードレーザの活性媒体は、ガリウム・砒素（ＧａＡｓ），インジウム・ガリウム・砒素（ＩｎＧａＡｓ），ガリウム・アルミニウム・砒素（ＧａＡｌＡｓ），インジウム・ガリウム・アルミニウム・砒素（ＩｎＧａＡｌＡｓ）及びインジウム・ガリウム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ） のグループから成る請求項１又は２に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項４】
ダイオードレーザは、９００ ｎｍ〜 １０００ ｎｍの波長範囲λ１ にある波長の光を生成することが可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項５】
多数のダイオードレーザが、ダイオードレーザーアレイ内に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項６】
固体レーザは、Ｎｄ：ＹＡＧ， Ｎｄ：ＹＬＦ， Ｈｏ：ＹＡＧ， Ｅｒ：ＹＡＧ， ＥｒＣｒ：ＹＳＧＧ， Ｅｒ：ＧＧＧ， Ｅｒ：ＹＳＧＧ， Ｅｒ：ＹＬＦ， ＣｒＴｍＥｒ：ＹＡＧから成るレーザー活性結晶又はその他の希土類でドープされた結晶を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項７】
固体レーザは、１．５ μｍ と ３μｍ との間の範囲内にある波長を生成することが可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項８】
固体レーザの結晶は、空洞内に収納されていて、この結晶は、拡散ポンピングを可能にすることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項９】
波長（λ１ ）の光が、結晶をポンピングするために液体を通じて空洞内に入射され得るように、固体レーザの空洞が、液体導管を介してレーザービーム源（１）に接続されていることを特徴とする請求項８に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１０】
液体導管は、循環経路として形成されていて、この循環経路は、冷却装置を通過することを特徴とする請求項９に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１１】
液体導管と空洞は、水溶性の溶媒，シリコンオイル及び／又はその他の適切な液体で満たされていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１２】
非線形周波数倍増器は、ＫＴＰ ，ＫＤＰ ，ＬｉＮｂＯ３，ＫｎｂＯ３ ，ＬｉＴａＯ３及びＬＢＯ のグループから成る倍増結晶を有することを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１３】
非線形周波数倍増器は、４５０ ｎｍと ５００ ｎｍ との間の範囲内にある波長を生成することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１４】
放射波長（λ３ ）を増幅する周波数倍増器は、共振器を装備することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１５】
医療レーザー治療モジュールは、液体光ファイバを有する光伝送系を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１６】
医療レーザー治療モジュールは、医療治療機器に内蔵可能なモジュールであることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１ 項に記載の医療レーザー治療モジュール。
【請求項１７】
医者の治療器具が、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の医療レーザー治療モジュールを使用可能であることを特徴とする医者の治療器具。
【請求項１８】
医者の医療器具は、歯科の治療器具であることを特徴とする請求項１７に記載の医者の医療器具。
【国際調査報告】
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