DE102019124164A1 - Laser processing system and method for characterizing a laser beam from a laser processing system - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung eines Laserstrahls (1002) eines Laserbearbeitungssystems (1000). Das Verfahren umfasst ein Bestimmen eines Energieparameters des Laserstrahls (1002) und ein Bereitstellen einer Kalibrationseinrichtung (1014) in einer Arbeitsebene (2000) des Laserbearbeitungssystems (1000) und Beaufschlagen der Kalibrationseinrichtung (1014) mit dem Laserstrahl (1002) unter denselben Bedingungen, unter welchen eine Verwendung des Laserstrahls (1002) zur Bearbeitung eines Bearbeitungsobjektes vorgesehen ist. Ferner umfasst das Verfahren ein Ermitteln eines Kalibrierungsparameters mittels der Kalibrationseinrichtung (1014) in der Arbeitsebene (2000) und ein Bereitstellen der Kalibrationseinrichtung (1014) in einer Kontrollebene (2002) außerhalb der Arbeitsebene (2000) und Umlenken des Laser-strahls (1002) derart, dass die Kalibrationseinrichtung (1014) in der Kontrollebene (2000) mit dem Laserstrahl (1002) beaufschlagt wird. Zudem umfasst das Verfahren ein Ermitteln eines Kontrollparameters mittels der Kalibrationseinrichtung (1014) in der Kontrollebene (2002), ein Bestimmen eines Abweichungsfaktors, der eine Abweichung zwischen dem Kalibrierungsparameter und dem Kontrollparameter charakterisiert und ein Charakterisieren des Laserstrahls (1002) mittels der Kalibrationseinrichtung (1002) in der Kontrollebene (2002) unter Verwendung des Abweichungsfaktors. Ferner betrifft die Erfindung ein Laserbearbeitungssystem (1000).The present invention relates to a method for characterizing a laser beam (1002) of a laser processing system (1000). The method comprises determining an energy parameter of the laser beam (1002) and providing a calibration device (1014) in a working plane (2000) of the laser processing system (1000) and exposing the calibration device (1014) to the laser beam (1002) under the same conditions under which a use of the laser beam (1002) for processing a processing object is provided. The method further comprises determining a calibration parameter by means of the calibration device (1014) in the working plane (2000) and providing the calibration device (1014) in a control plane (2002) outside the working plane (2000) and deflecting the laser beam (1002) in this way that the calibration device (1014) in the control level (2000) is acted upon by the laser beam (1002). In addition, the method comprises determining a control parameter by means of the calibration device (1014) in the control level (2002), determining a deviation factor which characterizes a deviation between the calibration parameter and the control parameter and characterizing the laser beam (1002) by means of the calibration device (1002) in the control level (2002) using the deviation factor. The invention also relates to a laser processing system (1000).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laserbearbeitungssystem und ein Verfahren zur Charakterisierung eines Laserstrahls eines Laserbearbeitungssystems, insbesondere zur ophthalmischen Chirurgie eines Auges. Die Erfindung liegt somit auf dem Gebiet der Laserbearbeitungssysteme für die ophthalmische Chirurgie.The present invention relates to a laser processing system and a method for characterizing a laser beam of a laser processing system, in particular for ophthalmic surgery of an eye. The invention is therefore in the field of laser processing systems for ophthalmic surgery.
Hornhautverkrümmungen im menschlichen Auge sind häufig die Ursache für Fehlsichtigkeiten. Diese können in vielen Fällen mittels ophthalmischer Chirurgie beseitigt oder reduziert werden, bei der eine refraktive Hornhautkorrektur vorgenommen werden kann. Zur Durchführung einer solchen refraktiven Hornhautkorrektur werden meist Excimerlaser verwendet, mittels welchen Material von der zu korrigierenden Hornhaut abgetragen wird, um die Hornhaut mit der gewünschten refraktiven Wirkung zu versehen. Es versteht sich, dass die Korrektur der refraktiven Wirkung sehr präzise erfolgen muss, um ein zufriedenstellendes Behandlungsergebnis zu erzielen, bei welchem die korrigierte Hornhaut die gewünschte refraktive Wirkung aufweist.Curvature of the cornea in the human eye is often the cause of ametropia. In many cases, these can be eliminated or reduced by means of ophthalmic surgery, in which refractive corneal correction can be carried out. To carry out such a refractive corneal correction, excimer lasers are mostly used, by means of which material is removed from the cornea to be corrected in order to provide the cornea with the desired refractive effect. It goes without saying that the correction of the refractive effect must be carried out very precisely in order to achieve a satisfactory treatment result in which the corrected cornea has the desired refractive effect.
Um die erforderliche Präzision beim Materialabtrag von der Hornhaut mittels eines Laserstrahls eines Excimerlasers zu erzielen, sowie aus regulatorischen Gründen, besteht die Notwendigkeit einer regelmäßigen Charakterisierung des tatsächlichen Materialabtrags, der mit dem Laserstrahl bewirkt wird. Eine Kalibrierung und Charakterisierung des Laserstrahls sollte dabei in der Arbeitsebene erfolgen, in welcher das Laserbearbeitungssystem sodann auch das zu behandelnde Auge behandelt, da der zumeist fokussierte Laserstrahl aufgrund der Konvergenz oder Divergenz in anderen Ebenen entlang der optischen Achse des Laserstrahls einen anderen Durchmesser und somit auch eine andere Fluenz aufweist. Außerdem sollte die Charakterisierung oder Kalibrierung des Laserstrahls möglichst zeitnah vor einer Verwendung des Laserbearbeitungssystems für eine Behandlung eines Auges stattfinden, um das Risiko von auftretenden Änderungen aufgrund von Drifts in einem oder mehreren Parametern zu minimieren. Diese beiden Anforderungen sind nicht ohne weiteres zusammen umsetzbar, da die Kalibrierung des Laserstrahls bzw. Laserbearbeitungssystems in der Arbeitsebene dann nicht mehr möglich ist, wenn ein zu behandelnder Patient seine Behandlungsposition eingenommen hat und sich das zu behandelnde Auge in der Arbeitsebene befindet. Eine Charakterisierung des Laserstrahls bzw. der Laserbearbeitungseinrichtung zu einem Zeitpunkt, bevor der Patient den Behandlungsplatz eingenommen hat, erlaubt wiederum keine zeitnahe Charakterisierung vor unmittelbar vor Behandlungsbeginn, da die Platzeinnahme und Vorbereitung des Patienten einen erheblichen Zeitaufwand erfordern kann.In order to achieve the required precision when removing material from the cornea by means of a laser beam from an excimer laser, as well as for regulatory reasons, there is a need for regular characterization of the actual material removal that is effected with the laser beam. The laser beam should be calibrated and characterized in the working plane in which the laser processing system then also treats the eye to be treated, since the mostly focused laser beam has a different diameter due to the convergence or divergence in other planes along the optical axis of the laser beam and thus also has a different fluence. In addition, the characterization or calibration of the laser beam should take place as soon as possible before the laser processing system is used for a treatment of an eye, in order to minimize the risk of changes occurring due to drifts in one or more parameters. These two requirements cannot easily be implemented together, since the calibration of the laser beam or laser processing system in the working plane is no longer possible when a patient to be treated has taken up his treatment position and the eye to be treated is in the working plane. A characterization of the laser beam or the laser processing device at a point in time before the patient has taken the treatment place, in turn, does not allow a timely characterization before immediately before the start of treatment, since taking up the place and preparing the patient can require a considerable amount of time.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässige Charakterisierung und/oder Überwachung des Laserstrahls bzw. des Laserbearbeitungssystems trotz der oben aufgezeigten Schwierigkeiten zu ermöglichen.It is therefore the object of the present invention to enable reliable characterization and / or monitoring of the laser beam or the laser processing system in spite of the difficulties outlined above.
Der Laserstrahl liegt zumeist in gepulster Form vor, sodass der Materialabtrag durch den Laserstrahl typischerweise als Materialabtrag pro Laserpuls bzw. „Schuss“ oder für eine vorbestimmte Pulsfolge bzw. Schussfolge (Laserpulsanzahl) ermittelt wird. Im Falle kontinuierlich arbeitender Laser wird der Materialabtrag pro Bestrahlungsdauer ermittelt.The laser beam is mostly in pulsed form, so that the material removal by the laser beam is typically determined as material removal per laser pulse or “shot” or for a predetermined pulse sequence or shot sequence (number of laser pulses). In the case of continuously working lasers, the material removal per irradiation time is determined.
Eine solche Charakterisierung des Materialabtrags wird häufig auch als „Fluence-Test“ bezeichnet, da die „Fluence“ bzw. Fluenz, als Verhältnis zwischen Laserpulsenergie und effektivem Laserspotdurchmesser, für den Materialabtrag meist die wichtigste Kenngröße ist, wenn das Material das Laserlicht stark absorbiert, wie das beispielsweise beim UV Licht der Excimerlaser in Kunstoffen oder biologischen Geweben der Fall ist.Such a characterization of the material removal is often referred to as a "fluence test", since the "fluence" or fluence, as the ratio between laser pulse energy and the effective laser spot diameter, is usually the most important parameter for material removal when the material strongly absorbs the laser light, as is the case, for example, with the UV light of the excimer laser in plastics or biological tissues.
Im Stand der Technik sind diverse Excimerlaser-Systeme zur refraktiven Hornhautkorrektur bekannt, wie etwa die als MEL 80 und MEL 90 bezeichneten Systeme der Anmelderin. Bei diesen und auch bei anderen Systemen kann die Überprüfung des Materialabtrags regelmäßig mittels sogenannte Fluencepapiere vorgenommen werden, welche typischerweise aus gefärbtem Karton bestehen, auf die eine metallbeschichtete Kunststofffolie bekannter Dicke aufgeklebt ist. Zur Überprüfung des Materialabtrags wird dabei das Fluencepapier mit einem vorbestimmten Schussmuster beaufschlagt, wobei verschiedene Prüfstellen auf dem Fluencepapier mit jeweils einer bestimmten Anzahl von Pulsen bzw. Schüssen, d.h. mit bestimmten Schusszahlverhältnissen, beaufschlagt werden. Mit bloßem Auge wird sodann der dadurch hervorgerufene Materialabtrag auf den jeweiligen Prüfstellen des Fluencepapiers überprüft, wobei für manche vorbestimmte Schussfolgen in bzw. an den Prüfstellen die metallbeschichtete Kunststofffolie noch erhalten bleibt, während sie in Prüfstellen von anderen Schussfolgen, beispielsweise mit höherer Schusszahl, die einem Fluss von +4% entsprechen, teilweise abgetragen wurde. Bei jenen Prüfstellen, in denen die metallbeschichtete Kunststofffolie zumindest teilweise abgetragen wurde, ist zumindest teilweise der unter der ursprünglich aufgebrachten metallischen Kunststofffolie angeordnete gefärbte Karton sichtbar. Die Überprüfung erfolgt sodann durch den Bediener mit bloßem Auge.Various excimer laser systems for refractive corneal correction are known in the prior art, such as the applicant's systems referred to as MEL 80 and MEL 90. In these and also in other systems, the material removal can be checked regularly using so-called fluence papers, which typically consist of colored cardboard to which a metal-coated plastic film of known thickness is glued. To check the material removal, a predetermined shot pattern is applied to the fluence paper, with various test points on the fluence paper each being subjected to a certain number of pulses or shots, i.e. with certain ratios of the number of shots. The resulting material removal is then checked with the naked eye on the respective test points of the fluence paper, with the metal-coated plastic film still being retained for some predetermined shot sequences in or at the test points, while in test points of other shot sequences, for example with a higher number of shots, the one Flow of + 4%, has been partially removed. At those test points in which the metal-coated plastic film was at least partially removed, the colored cardboard arranged under the originally applied metallic plastic film is at least partially visible. The operator then checks with the naked eye.
Eine alternative Methode zur Charakterisierung des Laserstrahls besteht darin, mittels des Excimerlasers ein Linsenprofil in ein Substrat aus PMMA zu arbeiten, indem mittels des Excimerlasers entsprechend Material von dem PMMA Substrat abgetragen wird. Anschließend erfolgt eine aufwendige Vermessung des bearbeiteten PMMA Substrats, bei welcher die tatsächliche refraktive Wirkung des bearbeiteten PMMA Substrats bzw. dessen Linsenform gemessen wird und mit dem entsprechenden, vorbestimmten Sollwert verglichen wird. Anhand etwaiger Abweichungen kann sodann auf die Wirkung der Bearbeitung geschlossen und der Laserstrahl charakterisiert werden. Dieses Verfahren benötigt jedoch spezielle Messgeräte und ein hohes Maß an Aufwand, sodass eine regelmäßige Überprüfung des Laserstrahls mit einem derartigen Verfahren auf täglicher Basis wirtschaftlich nicht sinnvoll oder möglich ist. Auch erfordert die Durchführung eines solchen Verfahrens ein hohes Maß an technischer Expertise und ist aus diesem Grund oft besonders geschultem Personal, wie etwa einem Service Techniker, überlassen und kann nicht ohne Weiteres von einem regulären Bediener durchgeführt werden. Daher wird ein solches Verfahren typischerweise lediglich bei einer Erst-Kalibrierung, beispielsweise bei der Herstellung oder der ersten Inbetriebnahme des Systems, vorgenommen.An alternative method for characterizing the laser beam consists in working a lens profile into a substrate made of PMMA by means of the excimer laser corresponding material is removed from the PMMA substrate. This is followed by a complex measurement of the processed PMMA substrate, in which the actual refractive effect of the processed PMMA substrate or its lens shape is measured and compared with the corresponding, predetermined target value. On the basis of any deviations, conclusions can be drawn about the effect of the processing and the laser beam can be characterized. However, this method requires special measuring devices and a high degree of effort, so that a regular check of the laser beam with such a method on a daily basis is not economically sensible or possible. Carrying out such a method also requires a high level of technical expertise and for this reason is often left to specially trained personnel, such as a service technician, and cannot easily be carried out by a regular operator. Such a method is therefore typically only carried out during an initial calibration, for example during manufacture or when the system is first put into operation.
Auch ist im Stand der Technik ein Verfahren zur Bestimmung der Abmessungen eines Laserstrahls bekannt, bei dem der Laserstrahl in einem Pfad über eine Referenzkannte gescannt wird, wie beispielsweise in der
Die oben-genannte Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung eines Laserstrahls eines Laserbearbeitungssystems sowie ein Laserbearbeitungssystem mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben.The above-mentioned object is achieved by the invention. The invention relates to a method for characterizing a laser beam of a laser processing system and a laser processing system with the features of the respective independent claims. Preferred embodiments are specified in the dependent claims and in the description.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Charakterisierung eines Laserstrahls eines Laserbearbeitungssystems. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen eines Energieparameters des Laserstrahls. Zudem umfasst das Verfahren ein Bereitstellen einer Kalibrationseinrichtung in einer Arbeitsebene des Laserbearbeitungssystems und Beaufschlagen der Kalibrationseinrichtung mit dem Laserstrahl unter denselben Bedingungen, unter welchen eine Verwendung des Laserstrahls zur Bearbeitung eines Bearbeitungsobjektes vorgesehen ist, sowie ein Ermitteln eines Kalibrierungsparameters mittels der Kalibrationseinrichtung in der Arbeitsebene. Ferner umfasst das Verfahren ein Bereitstellen der Kalibrationseinrichtung in einer Kontrollebene außerhalb der Arbeitsebene und Umlenken des Laserstrahls derart, dass die Kalibrationseinrichtung in der Kontrollebene mit dem Laserstrahl beaufschlagt wird, sowie ein Ermitteln eines Kontrollparameters mittels der Kalibrationseinrichtung in der Kontrollebene. Außerdem umfasst das Verfahren ein Bestimmen eines Abweichungsfaktors, der eine Abweichung zwischen dem Kalibrierungsparameter und dem Kontrollparameter charakterisiert, sowie ein Charakterisieren des Laserstrahls mittels der Kalibrationseinrichtung in der Kontrollebene unter Verwendung des Abweichungsfaktors.In a first aspect, the invention relates to a method for characterizing a laser beam of a laser processing system. The method includes determining an energy parameter of the laser beam. In addition, the method includes providing a calibration device in a working plane of the laser processing system and applying the calibration device with the laser beam under the same conditions under which the laser beam is intended to be used for processing a processing object, and determining a calibration parameter by means of the calibration device in the working plane. The method further includes providing the calibration device in a control plane outside the working plane and deflecting the laser beam in such a way that the calibration device is exposed to the laser beam in the control plane, and determining a control parameter by means of the calibration device in the control plane. In addition, the method includes determining a deviation factor which characterizes a deviation between the calibration parameter and the control parameter, and characterizing the laser beam by means of the calibration device in the control plane using the deviation factor.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Laserbearbeitungssystem zur Bearbeitung eines Bearbeitungsobjektes mittels eines Laserstrahls. Das Laserbearbeitungssystem umfasst einen Energiesensor, welcher dazu ausgelegt ist, einen Energieparameter des Laserstrahls zu bestimmen. Ferner umfasst das Laserbearbeitungssystem eine Kalibrationseinrichtung, welche wahlweise in einer Arbeitsebene des Laserbearbeitungssystems anordenbar und mit dem Laserstrahl beaufschlagbar und in einer Kontrollebene außerhalb der Arbeitsebene anordenbar und mit dem Laserstrahl beaufschlagbar ist, und ein Umlenkelement, welches derart im Strahlengang des Laserstrahls anordenbar ist, dass das Umlenkelement den auf die Arbeitsebene gerichteten Laserstrahl in die Kontrollebene umlenkt. Dabei ist das Laserbearbeitungssystem dazu eingerichtet, die Kalibrationseinrichtung in der Arbeitsebene anzuordnen und einen Kalibrierungsparameter zu ermitteln, die Kalibrierungseinrichtung in der Kontrollebene anzuordnen und einen Kontrollparameter zu ermitteln, einen Abweichungsfaktor zu bestimmen, der eine Abweichung zwischen dem Kalibrierungsparameter und dem Kontrollparameter charakterisiert, und den Laserstrahl mittels der Kalibrationseinrichtung in der Kontrollebene unter Verwendung des Energieparameters und des Abweichungsfaktors zu charakterisieren.In a further aspect, the invention relates to a laser processing system for processing a processing object by means of a laser beam. The laser processing system comprises an energy sensor which is designed to determine an energy parameter of the laser beam. Furthermore, the laser processing system comprises a calibration device, which can optionally be arranged in a working plane of the laser processing system and can be acted upon by the laser beam and can be arranged in a control plane outside the working plane and can be acted upon by the laser beam, and a deflection element which can be arranged in the beam path of the laser beam in such a way that the Deflection element deflects the laser beam directed onto the working plane into the control plane. The laser processing system is set up to arrange the calibration device in the working plane and to determine a calibration parameter, to arrange the calibration device in the control plane and to determine a control parameter, to determine a deviation factor that characterizes a deviation between the calibration parameter and the control parameter, and the laser beam to be characterized by means of the calibration device in the control level using the energy parameter and the deviation factor.
Ein Laserstrahl ist dabei die Strahlung, die von einem Laser, vorzugsweise einem Excimerlaser, emittiert wird. Der Laserstrahl weist nicht notwendigerweise eine Dauerstrichstrahlung bzw. continuous wave Strahlung auf, sondern kann auch gepulst vorliegen. Der Laserstrahl kann ferner kollimiert und/oder konvergent und/oder divergent zur Charakterisierung vorliegen. Vorzugsweise weist der Laserstrahl elektromagnetische Strahlung im ultravioletten Spektralbereich auf. Weiter bevorzugt weist der Laserstrahl eine Zentralwellenlänge von ca. 193 nm auf. Vorzugsweise ist der Laserstrahl als ein Laserstrahl für eine refraktive Hornhautkorrektur ausgebildet und wird vorzugsweise von einem Excimer-Laser bereitgestellt. Besonders bevorzugt wird der Laserstrahl durch einen ArF Excimerlaser bereitgestellt.A laser beam is the radiation that is emitted by a laser, preferably an excimer laser. The laser beam does not necessarily have continuous wave radiation, but can also be pulsed. The laser beam can also be collimated and / or convergent and / or divergent for characterization. The laser beam preferably has electromagnetic radiation in the ultraviolet spectral range. The laser beam more preferably has a central wavelength of approximately 193 nm. The laser beam is preferably designed as a laser beam for refractive corneal correction and is preferably provided by an excimer laser. The laser beam is particularly preferably provided by an ArF excimer laser.
Die Charakterisierung des Laserstrahls umfasst vorzugsweise die Charakterisierung des Strahlprofils des Lasers und/oder die Charakterisierung einer Strahlgröße. Die Charakterisierung kann vorzugsweise ferner eine Charakterisierung einer Energie, wie etwa einer Pulsenergie, und/oder einer Spitzenleistung und/oder eine Durchschnittsleistung und/oder der Energie einer vorbestimmten Reihe bzw. Anzahl von Pulsen und/oder einer Intensität und/oder einer Fluenz (insbesondere in der Arbeitsebene) und/oder dadurch erzielbaren Materialabtrag umfassen. Die Charakterisierung kann ferner vorzugsweise eine Charakterisierung eines Fokus des Laserstrahls umfassen, wie etwa eine Form und/oder ein Profil und/oder eine Intensität des fokussierten Laserstrahls.The characterization of the laser beam preferably includes the characterization of the beam profile of the laser and / or the characterization of a beam size. The characterization can preferably furthermore be a characterization of an energy, such as a pulse energy, and / or a peak power and / or an average power and / or the energy of a predetermined series or number of pulses and / or an intensity and / or a fluence (in particular in the working plane) and / or material removal that can be achieved thereby. The characterization can furthermore preferably include a characterization of a focus of the laser beam, such as a shape and / or a profile and / or an intensity of the focused laser beam.
Die Arbeitsebene ist dabei jene Ebene, in welcher das Laserbearbeitungssystem ein Bearbeitungsobjekt, beispielsweise ein Auge, mit dem Laserstrahl beaufschlagt, um das Bearbeitungsobjekt zu bearbeiten. Mit anderen Worten ist das Laserbearbeitungssystem dazu ausgelegt, ein Bearbeitungsobjekt mit dem Laserstrahl in der Arbeitsebene zu bearbeiten. Beispielsweise kann der Laserstrahl von dem Laserbearbeitungssystem in die Arbeitsebene fokussiert werden.The working plane is that plane in which the laser processing system acts on a processing object, for example an eye, with the laser beam in order to process the processing object. In other words, the laser processing system is designed to process a processing object with the laser beam in the working plane. For example, the laser beam can be focused into the working plane by the laser processing system.
Ein Energieparameter, der im Rahmen des Verfahrens bestimmt wird, ist dabei vorzugsweise solch ein Parameter, der die Energie und/oder Leistung des Laserstrahls charakterisiert. Vorzugsweise ist anhand des Energieparameters zusammen mit der bestimmten Ausdehnung des Laserstrahls die Intensität und/oder Fluenz des Laserstrahls in der Arbeitsebene ermittelbar. Vorzugsweise charakterisiert der Energieparameter eine Energie des Laserstrahls und/oder eine Leistung des Laserstrahls und/oder eine Energie eines Laserpulses und/oder eine Energie einer Serie von Laserpulsen.An energy parameter that is determined in the context of the method is preferably a parameter that characterizes the energy and / or power of the laser beam. The intensity and / or fluence of the laser beam in the working plane can preferably be determined on the basis of the energy parameter together with the determined extent of the laser beam. The energy parameter preferably characterizes an energy of the laser beam and / or a power of the laser beam and / or an energy of a laser pulse and / or an energy of a series of laser pulses.
Ein Kalibrierungsparameter, der im Rahmen des Verfahrens bestimmt wird, ist dabei ein Parameter, anhand dessen sich ein Materialabtrag durch den Laserstrahl, insbesondere der Hornhaut bei Applikation auf ein zu behandelndes Auge, bestimmen und/oder antizipieren lässt. Der Kalibrierungsparameter kann insbesondere die Fluenz und/oder Intensität des Laserstrahls in der Arbeitsebene umfassen oder die Ermittlung der Fluenz und/oder Intensität des Laserstrahls in der Arbeitsebene ermöglichen. Der Kontrollparameter entspricht vorzugsweise dem Kalibrierungsparameter mit der Maßgabe, dass der Kontrollparameter den Laserstrahl in der Kontrollebene charakterisiert. Besonders bevorzugt sind der Kalibrierungsparameter und der Kontrollparameter direkt miteinander vergleichbar, sodass der Abweichungsfaktor vorzugsweise eine dimensionslose Größe darstellt, die einen Unterschied der Werte bzw. Beträge bzw. Amplituden des Kalibrierungsparameters einerseits und des Kontrollparameters andererseits quantifizieren. Vorzugsweise umfasst das Ermitteln eines Kalibrierungsparameters ein Ermitteln einer Fluenz und/oder einer Intensität des Laserstrahls in der Arbeitsebene, wobei das Ermitteln eines Kontrollparameters ein Ermitteln einer Fluenz und/oder einer Intensität des Laserstrahls in der Kontrollebene umfasst.A calibration parameter that is determined within the scope of the method is a parameter on the basis of which material removal by the laser beam, in particular the cornea when applied to an eye to be treated, can be determined and / or anticipated. The calibration parameter can in particular include the fluence and / or intensity of the laser beam in the working plane or enable the fluence and / or intensity of the laser beam to be determined in the working plane. The control parameter preferably corresponds to the calibration parameter with the proviso that the control parameter characterizes the laser beam in the control plane. The calibration parameter and the control parameter are particularly preferably directly comparable with one another, so that the deviation factor preferably represents a dimensionless variable that quantifies a difference between the values or amounts or amplitudes of the calibration parameter on the one hand and the control parameter on the other. Determining a calibration parameter preferably comprises determining a fluence and / or an intensity of the laser beam in the working plane, wherein determining a control parameter comprises determining a fluence and / or an intensity of the laser beam in the control plane.
Die Kontrollebene ist dabei eine Ebene, in welcher mittels der Kalibrationseinrichtung der Kontrollparameter entrichtet wird. Vorzugsweise erfolgt die Ermittlung des Kontrollparameters in der Kontrollebene auf die gleiche Weise, wie die Ermittlung des Kalibrierungsparameters in der Arbeitsebene. Die Kontrollebene ist dabei derart angeordnet, dass eine Anordnung der Kalibrationseinrichtung in der Kontrollebene auch dann möglich ist, wenn ein Patient die Behandlungsposition eingenommen hat und ein Auge des Patienten in der Arbeitsebene angeordnet ist. Vorzugsweise ist demnach die Kontrollebene derart angeordnet und/oder erfolgt das Bereitstellen der Kalibrationseinrichtung in der Kontrollebene derart, dass zwischen der in der Kontrollebene bereitgestellten Kalibrationseinrichtung und einem in der Arbeitsebene angeordneten Bearbeitungsobjekt kein räumlicher Überlapp besteht. Besonders bevorzugt ist die Kontrollebene zumindest teilweise innerhalb des Laserbearbeitungssystems und/oder die Kalibrationseinrichtung bei Bereitstellung in der Kontrollebene innerhalb des Laserbearbeitungssystems angeordnet. Dies bietet den Vorteil, dass das Laserbearbeitungssystem besonders kompakt ausgebildet werden kann.The control level is a level in which the control parameter is paid by means of the calibration device. The control parameter is preferably determined in the control plane in the same way as the calibration parameter is determined in the working plane. The control plane is arranged in such a way that the calibration device can also be arranged in the control plane when a patient has assumed the treatment position and one of the patient's eyes is arranged in the working plane. Accordingly, the control plane is preferably arranged and / or the calibration device is provided in the control plane in such a way that there is no spatial overlap between the calibration device provided in the control plane and a processing object arranged in the working plane. Particularly preferably, the control level is at least partially arranged within the laser processing system and / or the calibration device when provided in the control level is arranged within the laser processing system. This offers the advantage that the laser processing system can be designed to be particularly compact.
Vorzugsweise ist die Länge des optischen Pfads des Laserstrahls bis zur Arbeitsebene im Wesentlichen gleich der Länge des optischen Pfads des Laserstrahls bis zur Kontrollebene. Die Länge des optischen Pfads kann dabei beispielsweise ausgehend von der Laserquelle oder vom letzten optischen Element vor Umlenkelement ermittelt werden. „Im Wesentlichen gleich“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass ein etwaiger verbleibender Unterschied keinen Einfluss auf die Charakterisierung des Laserstrahls hat. Beispielsweise kann der Unterschied derart unbedeutsam sein, dass die sich daraus ergebenden Änderungen der Strahlgröße zu keiner merklichen Abweichung der Fluenz führen.The length of the optical path of the laser beam up to the working plane is preferably essentially the same as the length of the optical path of the laser beam up to the control plane. The length of the optical path can be determined, for example, starting from the laser source or from the last optical element before the deflecting element. “Essentially the same” in this context means that any remaining difference has no influence on the characterization of the laser beam. For example, the difference can be so insignificant that the resulting changes in the beam size do not lead to any noticeable deviation in the fluence.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass die Charakterisierung des Laserstrahls mit nur einer Kalibrationseinrichtung erfolgen kann, wenngleich gemäß manchen Ausführungsformen auch mehrere Kalibrationseinrichtungen verwendet werden können. Dadurch dass eine Kalibrationseinrichtung ausreichend ist, können Abweichungen und Verfälschungen der Charakterisierung des Laserstrahls aufgrund von Unterschieden zwischen separaten Kalibrationseinrichtungen vermieden werden.The invention offers the advantage that the laser beam can be characterized with only one calibration device, although several calibration devices can also be used in accordance with some embodiments. Because one calibration device is sufficient, deviations and Falsifications of the characterization of the laser beam due to differences between separate calibration devices can be avoided.
Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, dass zunächst eine ordnungsgemäße Kalibrierung in der Arbeitsebene erfolgen kann und sodann, insbesondere während einer Bearbeitung bzw. Behandlung wenn eine Anordnung einer Kalibrationseinrichtung in der Arbeitsebene nicht möglich ist, eine kurzfristige Charakterisierung bzw. Überwachung des Laserstrahls anhand des Kontrollparameters und des Energieparameters möglich ist, indem der Laserstrahl in die Kontrollebene umgelenkt wird. Wenngleich die Charakterisierung in der Kontrollebene keine Kalibrierung im eigentlichen Sinne erlauben mag, weil beispielsweise eine Kalibrierung in der Arbeitsebene zwingend vorgeschrieben ist, so kann die Charakterisierung in der Kontrollebene dennoch eine wertvolle zusätzliche Information darüber bieten, ob sich ein oder mehrere Parameter des Laserstrahls seit der letzten Kalibrierung bzw. Charakterisierung geändert haben und/oder eine erneute Kalibrierung vorteilhaft oder notwendig erscheint. Auf diese Weise kann vorzugsweise das Intervall von Kalibrierungen und/oder Charakterisierungen in der Arbeitsebene verlängert werden und oder eine regelmäßigere Charakterisierung des Laserstrahls, insbesondere in Zeitabschnitten, in denen sich der Patient bereits oder noch in der Arbeitsebene befindet, ermöglicht werden.Furthermore, the invention offers the advantage that a proper calibration can first take place in the working plane and then, in particular during processing or treatment if it is not possible to arrange a calibration device in the working plane, a short-term characterization or monitoring of the laser beam using the control parameter and the energy parameter is possible by deflecting the laser beam into the control plane. Although the characterization in the control level may not allow calibration in the actual sense, because, for example, a calibration in the working level is mandatory, the characterization in the control level can still provide valuable additional information about whether one or more parameters of the laser beam have changed since have changed the last calibration or characterization and / or a new calibration appears advantageous or necessary. In this way, the interval of calibrations and / or characterizations in the working plane can preferably be lengthened and or a more regular characterization of the laser beam, in particular in time segments in which the patient is already or still in the working plane, can be made possible.
Außerdem bietet die Erfindung den Vorteil, dass die Charakterisierung besonders zuverlässig erfolgen kann, da die Kalibrationseinrichtung sowohl in der Arbeitsebene als auch in der Kontrollebene vorzugsweise das letzte Element im Strahlengang zur Arbeitsebene bzw. zur Kontrollebene ist und somit bei einer Applikation des Laserstrahls auf das Bearbeitungsobjekt bzw. das zu behandelnde Auge keine zusätzlichen optischen Elemente im Strahlengang angeordnet sind, die bei der Charakterisierung des Laserstrahls nicht berücksichtigt wurden.In addition, the invention offers the advantage that the characterization can be carried out particularly reliably, since the calibration device is preferably the last element in the beam path to the working plane or to the control plane, both in the working plane and in the control plane, and thus when the laser beam is applied to the processing object or the eye to be treated, no additional optical elements are arranged in the beam path that were not taken into account in the characterization of the laser beam.
In einer Ausführungsform ist die in der Kontrollebene bereitgestellte Kalibrationseinrichtung eine von der in der Arbeitsebene bereitgestellte Kalibrationseinrichtung separat ausgebildete Kalibrationseinrichtung. Mit anderen Worten werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in der Kontrollebene und in der Arbeitsebene zwei separate Kalibrationseinrichtungen verwendet bzw. bereitgestellt. Dies bietet den Vorteil, dass vorzugsweise die in der Kontrollebene angeordnete Kalibrationseinrichtung in Position verbleiben kann und lediglich die in der Arbeitsebene bereitgestellte Kalibrationseinrichtung für die Behandlung eines Auges bzw. die Bearbeitung eines Bearbeitungsobjektes aus der Arbeitsebene entfernt werden muss. Die Kalibrationseinrichtungen können vorzugsweise gleichartig oder gar identisch ausgebildet sein. Gemäß anderen Ausführungsformen können sich die Kalibrationseinrichtungen auch voneinander unterscheiden, sofern eine direkte Vergleichbarkeit der Messergebnisse möglich ist.In one embodiment, the calibration device provided in the control plane is a calibration device that is embodied separately from the calibration device provided in the working plane. In other words, according to a preferred embodiment, two separate calibration devices are used or provided in the control plane and in the working plane. This offers the advantage that the calibration device arranged in the control plane can preferably remain in position and only the calibration device provided in the work plane for treating an eye or machining a processing object has to be removed from the work plane. The calibration devices can preferably be designed in the same way or even identically. According to other embodiments, the calibration devices can also differ from one another, provided that the measurement results can be directly compared.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird sowohl in der Arbeitsebene als auch in der Kontrollebene dieselbe Kalibrationseinrichtung verwendet. Dies bietet den Vorteil, dass nur eine Kalibrationseinrichtung bereitgestellt werden muss. Ferner bietet dies den Vorteil, dass Abweichungen zwischen dem Kalibrationsparameter und dem Kontrollparameter aufgrund von Abweichungen zwischen den beiden separaten Kalibrationseinrichtungen vermieden werden können.According to another preferred embodiment, the same calibration device is used both in the working plane and in the control plane. This offers the advantage that only one calibration device has to be provided. Furthermore, this offers the advantage that deviations between the calibration parameter and the control parameter due to deviations between the two separate calibration devices can be avoided.
Vorzugsweise erfolgt das Charakterisieren des Laserstrahls mittels der Kalibrationseinrichtung in der Kontrollebene derart, das auch der Energieparameter des Laserstrahls verwendet wird. Mit anderen Worten erfolgt das Charakterisieren des Laserstrahls auch unter Verwendung des Energieparameters. Dies bietet den Vorteil, dass die Ursache etwaiger Änderungen der Fluenz oder andere Schwankungen, die von einer Änderung der Energie und/oder Leistung des Lasers herrühren, zuverlässig erkannt werden können.The characterization of the laser beam by means of the calibration device in the control plane is preferably carried out in such a way that the energy parameter of the laser beam is also used. In other words, the laser beam is also characterized using the energy parameter. This offers the advantage that the cause of any changes in the fluence or other fluctuations resulting from a change in the energy and / or power of the laser can be reliably identified.
Vorzugsweise erfolgt das Ermitteln des Kontrollparameters zeitlich unmittelbar nach dem Ermitteln des Kalibrationsparameters. Dies bietet den Vorteil, dass Abweichungen aufgrund von zeitlichen Schwankungen im Laserbearbeitungssystem minimiert werden können.The control parameter is preferably determined immediately after the calibration parameter has been determined. This offers the advantage that deviations due to temporal fluctuations in the laser processing system can be minimized.
Vorzugsweise erfolgt das Bestimmen des Energieparameters zumindest während des Ermittelns des Kalibrierungsparameters und während des Ermittelns des Kontrollparameters. Besonders bevorzugt erfolgt das Bestimmen des Energieparameters fortlaufend. Dies bietet den Vorteil, dass Änderungen, die sich aus einer Abweichung in der Energie des Laserstrahls ergeben, erkannt werden können und beim Vergleich des Kalibrierungsparameters mit dem Kontrollparameter berücksichtigt werden können.The energy parameter is preferably determined at least during the determination of the calibration parameter and during the determination of the control parameter. The energy parameter is particularly preferably determined continuously. This offers the advantage that changes resulting from a deviation in the energy of the laser beam can be recognized and can be taken into account when comparing the calibration parameter with the control parameter.
Vorzugsweise erfolgt das Umlenken des Laserstrahls ausschließlich mittels genau eines optischen Umlenkelements. Mit anderen Worten erfolgt eine Änderung des Strahlengangs des Laserstrahls für das Umlenken von der Arbeitsebene in die Kontrollebene ausschließlich mittels des Umlenkelements. Dies bietet den Vorteil, dass störende Einflüsse auf den Laserstrahl, welche zu einer Abweichung zwischen dem in der Arbeitsebene und dem in der Kontrollebene bereitgestellten Laserstrahl führen können, auf ein Minimum reduziert werden. Besonders bevorzugt kann das Umlenkelement überwacht und/oder regelmäßig überprüft werden, beispielsweise indem eine Reflektivität und/oder Transmittivität des Umlenkelements ermittelt wird. Beispielsweise kann der Laserstrahl und oder eine andere optische Strahlung für diesen Zweck verwendet werden.The laser beam is preferably deflected exclusively by means of precisely one optical deflecting element. In other words, the beam path of the laser beam for deflecting from the working plane into the control plane is changed exclusively by means of the deflecting element. This offers the advantage that disruptive influences on the laser beam, which can lead to a deviation between the laser beam provided in the working plane and the laser beam provided in the control plane, are reduced to a minimum. The deflecting element can particularly preferably be monitored and / or checked regularly, for example by determining a reflectivity and / or transmittance of the deflecting element. For example the laser beam and / or other optical radiation can be used for this purpose.
Vorzugsweise ist das Laserbearbeitungssystem dazu ausgelegt, die Anordnung der Kalibrationseinrichtung automatisiert zwischen der Arbeitsebene und der Kontrollebene zu wechseln und/oder das Umlenkelement automatisiert in den Strahlengang des Laserstrahls einzubringen und/oder aus dem Strahlengang zu entfernen. Dies bietet den Vorteil, dass nur eine Kalibrationseinrichtung erforderlich ist und vorzugsweise eine Kalibrierung und/oder eine Charakterisierung des Laserstrahls vollständig automatisiert durchgeführt werden kann.The laser processing system is preferably designed to automatically switch the arrangement of the calibration device between the working plane and the control plane and / or to automatically introduce the deflecting element into the beam path of the laser beam and / or remove it from the beam path. This offers the advantage that only one calibration device is required and calibration and / or characterization of the laser beam can preferably be carried out in a completely automated manner.
Vorzugsweise ist die Kalibrationseinrichtung dazu ausgelegt, einen Messwert bereitzustellen, der linear mit der Laserenergie skaliert. Beispielsweise kann die Kalibrationseinrichtung dazu eingerichtet sein, einen Materialabtrag und/oder eine Änderung einer Dicke eines Prüfobjektes aufgrund einer Beaufschlagung mit dem Laserstrahl zu ermitteln, wobei der Materialabtrag und/oder die Änderung der Dicke vorzugsweise linear mit der Energie des Laserstrahls skalieren. Alternativ kann die Kalibrationseinrichtung eine Blendenanordnung mit einer Blende und einem Photodetektor aufweisen, mittels welcher die Fluenz und/oder die Intensität des Laserstrahls dadurch bestimmt werden kann, dass der Laserstrahl über eine oder mehrere Blendenöffnungen der Blende gescannt wird. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das Messsignal des Photodetektors linear zur Energie des Laserstrahls ist.The calibration device is preferably designed to provide a measured value that scales linearly with the laser energy. For example, the calibration device can be set up to determine a material removal and / or a change in a thickness of a test object due to exposure to the laser beam, the material removal and / or the change in thickness preferably scaling linearly with the energy of the laser beam. Alternatively, the calibration device can have a diaphragm arrangement with a diaphragm and a photodetector, by means of which the fluence and / or the intensity of the laser beam can be determined by scanning the laser beam through one or more diaphragm openings of the diaphragm. It can be advantageous if the measurement signal of the photodetector is linear to the energy of the laser beam.
Es versteht sich, dass die oben genannten und im Folgenden erläuterten Merkmale und Ausführungsformen nicht nur in den jeweils explizit genannten Kombinationen als offenbart anzusehen sind, sondern dass auch andere technisch sinnhafte Kombinationen und Ausführungsformen vom Offenbarungsgehalt umfasst sind.It goes without saying that the features and embodiments mentioned above and explained below are not only to be regarded as disclosed in the combinations explicitly mentioned in each case, but that other technically meaningful combinations and embodiments are also included in the disclosure content.
Vorzugsweise erfolgt das Umlenken des Laserstrahls in die Kontrollebene mittels eines Umlenkelements, welches zu diesem Zweck in den Strahlengang eingebracht wird. Beispielsweise kann das Umlenkelement als Spiegel ausgebildet sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Umlenkelement auch im Strahlengang verbleiben und mittels einer Änderung dessen Orientierung ein Umlenken des Laserstrahls in die Kontrollebene erzielt werden.The laser beam is preferably deflected into the control plane by means of a deflection element which is introduced into the beam path for this purpose. For example, the deflecting element can be designed as a mirror. According to another embodiment, the deflecting element can also remain in the beam path and a deflection of the laser beam into the control plane can be achieved by changing its orientation.
Vorzugsweise ist das Laserbearbeitungssystem dazu ausgelegt, die Kalibrationseinrichtung selbstständig zwischen der Arbeitsebene und der Kontrollebene zu bewegen, beispielsweise mit einer entsprechenden Translations- und/oder Schwenkvorrichtung. Beispielswies erfolgt diese Positionsänderung derart, dass die Länge des optischen Pfads des Laserstrahls zur Arbeitsebene und zur Kontrollebene gleich ist.The laser processing system is preferably designed to move the calibration device independently between the working plane and the control plane, for example with a corresponding translation and / or pivoting device. For example, this change in position takes place in such a way that the length of the optical path of the laser beam to the working plane and to the control plane is the same.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand von den folgenden Beispielen und bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert werden.Further details and advantages of the invention will now be explained in more detail using the following examples and preferred embodiments with reference to the figures.
Es zeigen:
-
1A und1B ein Laserbearbeitungssystem 1000 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in zwei verschiedenen Betriebsmodi zur Charakterisierung desLaserstrahls 1002 . -
2A und2B in schematischen Darstellungen einen Bearbeitungskopf1020 eines Laserbearbeitungssystems 1000 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
-
1A and1B alaser processing system 1000 according to a preferred embodiment in two different operating modes for characterizing thelaser beam 1002 . -
2A and2 B a machining head in schematic representations1020 alaser processing system 1000 according to a preferred embodiment.
Die
Das Laserbearbeitungssystem
Zwischen der Strahlformungseinrichtung
Vorzugsweise wird die Ermittlung des Kontrollparameters unmittelbar nach der Ermittlung des Kalibrierungsparameters durchgeführt, um das Risiko von zwischenzeitlichen Veränderungen zu minimieren.The determination of the control parameter is preferably carried out immediately after the determination of the calibration parameter in order to minimize the risk of changes in the meantime.
Anhand des Kalibrierungsparameters und des Kontrollparameters kann das Laserbearbeitungssystem
Anschließend kann das Laserbearbeitungssystem
In einem Bearbeitungsmodus, in welchem ein Bearbeitungsobjekt mittels des Laserstrahls bearbeitet wird, ist das Umlenkelement
Die
Der Bearbeitungskopf
Ferner weist das Laserbearbeitungssystem
Ferner weist das Laserbearbeitungssystem
In einem Betriebsmodus zur Bearbeitung eines Bearbeitungsobjekts bzw. zur Behandlung eines Auges kann beispielsweise die Kalibrationseinrichtung
Im Folgenden wird anhand eines Beispiels eine Kalibrierung des Laserstrahls
- Insbesondere betrifft die folgende Erläuterung einer Verknüpfung der Kalibration mit der Kalibrationseinrichtung in der Arbeitsebene (externe Position) mit der Überpfügung mittels der Kalibrationseinrichtung in der Kontrollebene (interne Position):
- Zunächst wird die Kalibration bzw. Charakterisierung des Laserstrahls mittels der Kalibrationseinrichtung in der Arbeitsebene (Ermitteln eines Kalibrierungsparameters) ohne ein zusätzliches optisches Element bzw. Umlenkelement durchgeführt. Hierbei wird außerdem ein Energieparameter als Referenzwert für den internen Energiesensor (Eint,0) gemäß Kalibrationsverfahren bestimmt und die Laserenergie wird so lange angepasst, bis die tatsächliche Fluenz Fist_extern innerhalb der Toleranzen der Zielfluenz liegt (Ftarget, extern).
- Unmittelbar daraufhin wird der Test auf der selben Kalibrationeinrichtung, jedoch in einer Kontrollebene innerhalb der Laserbearbeitungsvorrichtung durchgeführt, vorzugsweise in konstantem Arbeitsabstand bezogen auf die Apertur der Laserquelle, und ein Kontrollparameter ermittelt. Dies kann z.B. durch einen starren Schwenkmechanismus oder durch mechanische oder magnetische Anschläge realisiert werden. Hierbei kommt ein zusätzliches optisches Element als Umlenkekement zur Anwendung, um den Laserstrahl vollständig auf die interne Position der Kalibrationseinrichtung in der Kontrollebene zu lenken. Das zusätzlich eingebrachte Umlenkelement ist (in Strahlrichtung) hinter dem letzten optischen Element des Strahlengangs angeordnet.
- In particular, the following explanation relates to a link between the calibration and the calibration device in the working level (external position) and the transfer by means of the calibration device in the control level (internal position):
- First, the calibration or characterization of the laser beam is carried out by means of the calibration device in the working plane (determination of a calibration parameter) without an additional optical element or deflection element. An energy parameter is also determined as a reference value for the internal energy sensor (Eint, 0) according to the calibration procedure and the laser energy is adjusted until the actual fluence F ist_extern is within the tolerances of the target fluence (Ftarget, external).
- Immediately thereafter, the test is carried out on the same calibration device, but in a control plane within the laser processing device, preferably at a constant working distance based on the aperture of the laser source, and a control parameter is determined. This can be achieved, for example, by a rigid swivel mechanism or by mechanical or magnetic stops. Here, an additional optical element is used as a deflection element in order to direct the laser beam completely onto the internal position of the calibration device in the control plane. The additionally introduced deflection element is arranged (in the beam direction) behind the last optical element of the beam path.
Diese Ermittlung des Kontrollparameters mit einer internen Fluenzmessung (diese Messung ist explizit keine Kalibration) wird bei fester Energieeinstellung bezüglich der in Schritt 1) gefundenen Energie, also bei Eint,0 durchgeführt und liefert einen Fluenzwert Fist,intern.This determination of the control parameter with an internal fluence measurement (this measurement is explicitly not a calibration) is carried out internally with a fixed energy setting with regard to the energy found in step 1), i.e. at E int, 0 and provides a fluence value F act.
Dieser Wert unterscheidet sich vom fixen Wert Ftarget,extern aufgrund der Eigenschaften des zusätzlichen Umlenkelements, wie etwa der Reflektivität des als Spiegel ausgebildeten Umlenkelements. Daraus wird ein Abweichungsfaktor bestimmt, mit welchem diese Auswirkungen berechnet werden können:
3) Die Charakterisierung des Laserstrahls bzw. die Kalibration des Lasersystems kann anschließend ausschließlich über die interne Position (d.h. ohne Notwendigkeit einer Anordnung der Kalibrationseinrichtung in der externen Position), d.h. über den Kontrollparameter, vorgenommen werden, wobei der Zielwert der Fluenz über den in 2) bestimmten Abweichungsfaktor R berechnet wird,
4a) Das Kalibrationsintervall für die Bestimmung des Abweichungsfaktors R (Schritte 1&2) kann so festgelegt werden, dass keine Degradation des zusätzlichen Umlenkelementes die Kalibrationsgenauigkeit beeinflusst (z.B. durch Festlegung adäquater Zeitintervalle/ Anzahl an Tests).4a) The calibration interval for determining the deviation factor R (steps 1 & 2) can be set in such a way that no degradation of the additional deflection element affects the calibration accuracy (e.g. by specifying adequate time intervals / number of tests).
4b) Idealerweise kann eine etwaige Degradation des Umlenklementes, etwa eine nachlassende Reflektivität, durch eine kontinuierliche Überwachung des Kontrollparameters relativ zu dem des Energiesensors im Laserarm, d.h. des Energeiparameters, überprüft werden: Dies geschieht vorzugsweise durch einen kontinuierlichen Vergleich der Messignale Fist,intern und Eint,aktuell (Kreuzkalibration der Kalibrationseinrichtung mit dem aktuellen Messwert des internen Energiesensors im Falle einer Kalibrationseinrichtung mit kontinuierlichem Messwert).4b) Ideally, any degradation of the deflection element, such as a decrease in reflectivity, can be checked by continuously monitoring the control parameter relative to that of the energy sensor in the laser arm, ie the energy parameter: This is preferably done by continuously comparing the measurement signals F act , internal and E int, current (cross calibration of the calibration device with the current measured value of the internal energy sensor in the case of a calibration device with a continuous measured value).
4c) Unabhängig davon kann eine etwaige Degradation des Umlenkelementes in einem anderen Spektralbereich als dem des Bearbeitungslasers überwacht werden. Hierzu kann regelmäßig eine Transmissions- oder Reflektivitätsmessung des Umlenklements durchgeführt werden. Da eine Degradation bei einem optischen Element an dieser Position, d.h. als letztes optisches Element vor der Arbeitsebene, typischweise durch eine Oberflächenschädigung an der beschichteten Seite (durch den Bearbeitungslaser) oder durch Verunreinigungen, beispielsweise durch Tröpfchen der Spülflüssigkeit der refraktiven OP entstehen kann, kann eine Degradation auch in einem anderen Spektralbereich festgestellt werden. Beispielsweise kann eine Degradation mittels einer Beleuchtungseinrichtung und einer Kamera und/oder durch Verwendung der gescannten Ziellaser, die in solchen Systemen typischerweise vorhanden sind, erfolgen.4c) Independently of this, any degradation of the deflecting element can be monitored in a different spectral range than that of the processing laser. For this purpose, a transmission or reflectivity measurement of the deflection element can be carried out regularly. Since degradation in an optical element at this position, i.e. as the last optical element in front of the working plane, can typically result from surface damage on the coated side (from the processing laser) or from contamination, for example from droplets of the rinsing fluid from the refractive operating room, a Degradation can also be determined in a different spectral range. For example, degradation can take place by means of a lighting device and a camera and / or by using the scanned aiming lasers that are typically present in such systems.
Allerdings kann auf diese Weise nur eine Degradation festgestellt werden, eine Quantifizierung kann mittels der in 4 b) oder in Schritt 1) - 2) vorgstellten Methode erreicht werden. Die Feststellung alleine kann jedoch dazu dienen,das Laserbearbeitugnssystem zu deaktivieren und/oder eine Behandlung abzubrechen und/oder einen entsprrechenden Hinweis auszugeben, dass eine Überprüfung erforderlich ist.However, only a degradation can be determined in this way; a quantification can be achieved by means of the method presented in 4 b) or in steps 1) - 2). The finding alone can, however, serve to deactivate the laser processing system and / or to abort a treatment and / or to output a corresponding indication that a check is required.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 10001000
- LaserbearbeitungssystemLaser processing system
- 10021002
- Laserstrahllaser beam
- 10041004
- LaserquelleLaser source
- 10061006
- StrahlformungseinrichtungBeam shaping device
- 10081008
- AblenkeinrichtungDeflector
- 10101010
- StrahlteilerBeam splitter
- 10121012
- EnergiesensorEnergy sensor
- 10141014
- KalibrationseinrichtungCalibration facility
- 10161016
- UmlenkelementDeflection element
- 10181018
- Anordnung zur Bewegung des UmlenkelementsArrangement for moving the deflection element
- 10201020
- BearbeitungskopfMachining head
- 10221022
- Antriebdrive
- 10241024
- Führungguide
- 10261026
- SchwenkgelenkSwivel joint
- 10281028
- Arm poor
- 20002000
- ArbeitsebeneWorking level
- 20022002
- KontrollebeneControl level
- 20042004
- Schwenkrichtung Swivel direction
- A1A1
- optische Achse / Strahlengang des Laserstrahlsoptical axis / beam path of the laser beam
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 6559934 B1 [0009]US 6559934 B1 [0009]
-
US 2002/0198515 A1 [0009]
US 2002/0198515 A1 [0009] - WO 0187199 A2 [0009]WO 0187199 A2 [0009]
Claims (12)
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