DE3506362A1

DE3506362A1 - Lasergeraet und verfahren zur erzeugung von gesteuerten mehrfachlaserimpulsen

Info

Publication number: DE3506362A1
Application number: DE19853506362
Authority: DE
Inventors: John D. Perrysburg Ohio Myers
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1985-02-22
Publication date: 1985-08-29
Also published as: GB2157483A; GB2191629A; GB8713397D0; GB2191629B; CA1229135A; US4525842A; GB2157483B; GB8504497D0; IL74368A0

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft Lasergeräte, insbesondere passiv gütegeschaltete Lasergeräte, ein Verfahren zur Erzeugung von gesteuerten Mehrfachlaserimpulsen bei jedem Beleuchtungsimpuls der Laserblitzlampe und ein Verfahren zur Behandlung unter Verwendung von sehr hochfrequenten Laserimpulsen.

Passiv gütegeschaltete Lasergeräte sind bekannt und werden seit mehreren Jahren verwendet. Derartige Lasergeräte enthalten einen Farbstoff-Güteschalter, der normalerweise zum Teil absorbierend ist, der mit seiner optischen Achse mit dem Laserstab ausgefluchtet ist und als ein Gate dient, wobei die Teilabsorption abklingt, wenn der Laserenergiepegel einen vorgegebenen Wert erreicht. Passiv gütegesteuerte Lasergeräte haben einen wesentlichen Vorteil gegenüber herkömmlichen mehrfach gepulsten Lasern, die erfordern, daß der Laser entweder durch Anlegen einer Energie in wiederholter Weise oder durch Abschließen des Laserausgangs mit einem schnell oszillierenden Verschluß aktiviert wird, wie z.B. elektro-optischen Schaltern, rotierenden Spiegeln oder anderen aktiven Einrichtungen. Ein gütegesteuertes Lasergerät emittiert eine Serie von identischen Laserimpulsen oder laserkorreliert. schwingenden Impulsen, die in ihrer Anzahl von einem einzigen Impuls bis zu einer Vielzahl von beispielsweise 10 Impulsen gesteuert werden können.

Außerdem gibt es zahlreiche Arten von im Handel erhältlichen Lasern, die mit Argon, Rubin, Kohlendioxid, Krypton und Neodym dotierte Glasenden-YAG-Laserstäbe enthalten. YAG-Laser werden bei bestimmten medizinischen Anwendungen bevorzugt, da der YAG-Laser leicht einen kurzen Energieimpuls mit hoher Peakenergie erzeugt. Bei medizinischen

Anwendungen reißt der Laser Elektronen von den Targetatomen, die zur Ionisation des Gewebes führen. YAG-Laser sind zur Behandlung von grünem Star verwendet worden, insbesondere nach dem Einsetzen einer künstlichen Linse, wobei die Linse lichtundurchlässig wird und das Sehvermögen beeinträchtigt. Das am Brennpunkt des Lasers erzeugte Plasma bildet eine Stoßwelle, die verwendet werden kann, um die lichtundurchlässige Membran an der rückseitigen Oberfläche der Linse zu schneiden, und zwar innerhalb des glasartigen Fluidkörpers des Auges, was zu einem nicht eindringendem Schneidvorgang führt. Es muß jedoch sorgfältig darauf geachtet werden, den Laser in der Weise zu fokussieren, daß die lichtundurchlässige Membran geschnitten und die angrenzende Linse nicht beschädigt wird. Das Schneidplasma, das im allgemeinen als "Mikroplasma" beschrieben wird, muß somit eine geringe Größe von ungefähr 50 μπι haben, um das Schneiden auf den gewünschten Bereich zu begrenzen. Die Lebensdauer des Plasmas, das von einem einzigen gütegesteuerten Laserimpuls erzeugt wird, beträgt ungefähr 20 bis 200 Mikrosekunden bei Atmosphärendruck, wie man es im menschlichen Auge findet. Die Größe des Plasmas und somit die Stoßwelle ist durch die Energie des Laserimpulses bestimmt. Somit wird aus einem vorgegebenen gütegesteuertem Laserimpuls eine vorgegebene Laserplasmagröße resultieren. Bei einem herkömmlichen Mehrfachimpulslaser, auch einem gütegesteuerten Laser, ist es nicht möglich, das erzeugte Plasma aufrecht zu erhalten, da die Frequenz der Impulse größer ist als die Lebensdauer des von einem einzigen Laserimpuls erzeugten Plasmas.

Es ist auch wünschenswert, die Impulswiederholungsfrequenz von anderen mehrfach gepulsten Lasern zu erhöhen, wenn die Frequenz erhöht werden kann, ohne die erforderliche Energie oder die Kosten des Lasergerätes wesentlich zu vergrößern. Ein schneller pulsierendes Lasergerät hätte

viele Anwendungsmöglichkeiten, einschließlich medizinischer Einsatzmöglichkeiten, wie z.B. Augenheilkunde, Dermatologie, Mikrobiologie und dergleichen, sowie wissenschaftliche Anwendungsmöglichkeiten, einschließlich der Ionisation, Spektrometrie, Spektroskopie usw. Es ist jedoch nicht möglich, die Frequenz von herkömmlichen Mehrfachimpulslasern zu erhöhen, ohne erheblich die Kosten zu steigern und die Zuverlässigkeit des Systems zu verringern. Schließlich haben die Kosten und die Zuverlässigkeit von herkömmlichen Lasersystemen die Anwendungsmöglichkeiten derartiger Laser begrenzt-

Viele Verbesserungen sind bei Lasern in den letzten Jahren vorgenommen worden, einschließlich der Entwicklung von athermalem Laserglas, den oben beschriebenen passiv gesteuerten Lasern und Verbesserungen hinsichtlich der Laserkomponenten. Es ist jedoch einsichtig, daß ein Laser aus zahlreichen Komponenten oder Baugruppen aufgebaut ist, die genau ausgefluchtet sein müssen und die leicht beschädigt werden oder eine Fehlausfluchtung erleiden können. Außerdem bleiben Lasersysteme relativ groß und kostspielig. Es bleibt somit das Bedürfnis nach einem zuverlässigeren weniger kostspieligen Lasergerät, vorzugsweise einem Lasergerät, bei dem die Komponenten permanent ausgefluchtet und versiegelt bleiben. In der nachstehend beschriebenen Weise sorgt das erfindungsgemäße Lasergerät für eine permanente Ausrichtung der Komponenten des Lasersystems in einer kleinen Packung oder Baugruppe, die haltbarer und weniger kostspielig als herkömmliche Lasergeräte sind. Außerdem wird mit dem Lasergerät und mit dem Verfahren gemäß der Erfindung die Frequenz der Impulse des Lasergerätes erhöht, ohne die Kosten des Systems zu erhöhen oder seine Zuverlässigkeit zu verringern.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Lasergerät angegeben, das einen Körper aus einem elektrisch-isolie-

rendem Material aufweist, das einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat und ein äußeres Skelett für das Lasergerät bildet. Das Körperteil oder der Körper hat eine Innenkammer, die sich an ihren gegenüberliegenden Enden öffnet, wobei ein vorderer Laserspiegel permanent an einem der Körperenden angebracht ist und dieses eine Ende dicht abschließt. Ein Laserfilter innerhalb der Kammer des Körpers besitzt längliche parallele Bohrungen, die sich im allgemeinen senkrecht zur reflektierenden Oberfläche des vorderen Laserspiegels erstrecken. Ein Laserreflektor umgibt den Laserfilter innerhalb der Kammer des Körpers und sorgt für eine permanente Ausfluchtung des Filters innerhalb der Kammer. Eine Laserblitzlampe befindet sich in einer der Bohrungen des Laserfilters und ist dort permanent ausgefluchtet, und ein länglicher Laserstab befindet sich in der anderen Bohrung des Laserfilters in permanenter Ausfluchtung· Ein hinterer Laserspiegel ist mit dem Laserstab ausgefluchtet und hat eine reflektierende Oberfläche im allgemeinen senkrecht zu der Längsachse des LaserStabes, wobei der hintere Laserspiegel permanent am gegenüberliegenden Ende des Körpers angebracht ist, und zwar dem vorderen Laserspiegel gegenüberliegend, der im gegenüberliegenden Ende des Körpers dicht angebracht ist, so daß der Körper eine dichte Konstruktion bildet, wobei die Laserelemente in permanenter Ausfluchtung befestigt sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lasergerätes hat einen Körper aus elektrisch-isolierendem Material mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und bildet ein äußeres Skelett für das Lasergerät. Der Körper sorgt für eine permanente Ausfluchtung der Laserkomponenten, schützt das System und dichtet es ab. Der Körper hat eine längliche Kammer, die die Blitzlampe und einen länglichen Laserstab aufnimmt, der in im

allgemeinen paralleler Anordnung befestigt ist. Ein Reflektor umgibt die Blitzlampe und den Laserstab. Ein vorderer Laserspiegel ist am Körper an einem Ende der Kammer befestigt, und ein hinterer Laserspiegel ist am Körper befestigt, und zwar am gegenüberliegenden Ende der Kammer, wobei die Spiegel vom Körper permanent ausgefluchtet sind.

In der angegebenen Weise ist das erfindungsgemäße Lasergerät ein passiv gütegesteuerter Laser, wobei ein Farbstoffgüteschalter sich zwischen dem Laserstab und einem der Laserspiegel befindet, und die Kammer des Körpers ist mit einem Inertgas gefüllt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Laser-Blitzlampe und der Laserstab innerhalb der Kammer des Körpers in einem Laserfilter befestigt, der parallele längliche Bohrungen besitzt, die sich im allgemeinen senkrecht zu den reflektierenden Oberflächen der Laserspiegel erstrecken. Dieser "flintenartige" Laserfilter ist vorzugsweise oval-förmig im Querschnitt, und die Kammer oder Bohrung des Körpers ist in gleicher Weise oval geformt. Der Reflektor ist vorzugsweise ein pulverförmiges Material, beispielsweise pulverförmiges Bariumsulfat, das um den Laserfilter gepackt ist, so daß der Laserfilter sicher gegen jede Bewegung in der Kammer des Körpers gehalten ist.

Das Lasergerät enthält eine Quelle oder Versorgung für elektrische Impulsenergie oder -spannung, die von einer einfachen Kondensatorschaltung geliefert werden kann, die an den Eingang der Blitzlampe angeschlossen ist. Im Normalbetrieb läßt die Impulsspannung zur Blitzlampe die Blitzlampe aufleuchten und erregt den Laserstab. Wie sich für den Fachmann ergibt, enthält der Laserstab ein aktives Element wie z.B. Neodym-YAG. Der Laserstab speichert dann Energie in Abhängigkeit von der Blitzlampenbeleuch-

tung, und das Lasergerät emittiert einen einzelnen Laserimpuls, wenn die Verstärkung des LaserStabes die Verluste des Güteschalters und der Spiegel übersteigt. Der Farbstoff des Güteschalters ist normal absorbierend, wenn jedoch die im Laserstab gespeicherte Energie einen vorgegebenen Wert erreicht, bleicht der Güteschalter aus, und der Laserstab emittiert einen Einzelimpuls. Der Güteschalter dient somit als Gate, und das Lasergerät emittiert einen Laserimpuls bei jeder Beleuchtung der Blitzlampe.

Der Anmelder hat jedoch festgestellt, daß es möglich ist, zahlreiche Laserimpulse oder laserkorrelierte Schwingungsimpulse von ungefähr gleicher Größe bei jedem Beleuchtungsimpuls der Blitzlampe in einem Lasergerät der beschriebenen Art zu erzeugen, und zwar durch "Abstimmen" der Laserkomponenten. Ferner wurde festgestellt, daß die Anzahl von zusätzlichen Laserimpulsen genau gesteuert werden kann, indem man die Spannung der Blitzlampe in abgestuften Inkrementen erhöht. Früher war man der Meinung, daß Laser manchmal unechte Laserentladungen emittieren; es wurde jedoch jetzt festgestellt, daß es möglich ist, die Impulsspannung in ausreichendem Maße zu steuern, um wiederholt eine Verstärkung im Laserstab zu erzeugen und auf diese Weise gesteuerte Mehrfachlaserimpulse bei jedem Blitzlampen-Beleuchtungsimpuls zu erzeugen, so daß die Effizienz des Lasergerätes oder die Anzahl der emittierten Laserimpulse wesentlich erhöht werden kann.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Lasergerätes, das einen langgestreckten Laserstab besitzt, werden Mehrfachlaserimpulse von dem Lasergerät emittiert, wenn das Volumen des Laserstabes in Kubikmillimetern multipliziert mit der elektrischen Energie, die der Blitzlampe in Joules zugeführt wird, etwa den Wert 4000 überschreitet. Beispielsweise hat ein YAG-Laserstab mit einem

Durchmesser von 4 mm und einer Länge von 75 mm ein Volumen von 942 mm³. Wenn die Eingangsspannung zur Blitzlampe Volt oder 5,3 Joule beträgt, wird ein Einzelimpuls vom Laserstab emittiert. Wenn die Spannung auf 580 Volt oder 6,7 Joule erhöht wird, werden vom Laserstab zwei Impulse von im wesentlichen gleicher Größe emittiert. Bei einer Spannung von 635 Volt oder 8,1 Joule werden drei Impulse vom Laserstab emittiert usw., wobei die Hinzufügung von ungefähr 1,4 Joule einen Laserimpuls pro Blitzlampenbeleuchtungsimpuls hinzufügt. Dieses unerwartete Resultat hat viele Vorteile bei medizinischen und wissenschaftlichen Anwendungsgebieten für Laser. Wie oben beschrieben, sind zahlreiche Versuche unternommen worden, die Anzahl und die Frequenz von Laserimpulsen zu erhöhen, einschließlieh komplexer Verschlußeinrichtungen, rotierender Spiegel usw. Das beschriebene Verfahren zur Erhöhung der Anzahl und Frequenz von Laserimpulsen ist jedoch passiv und erfordert keine beweglichen Elemente. Es darf jedoch darauf hingewiesen werden, daß die anderen Laserkomponenten auch abgestimmt oder ausgeglichen sein müssen, um Mehrfachlaserimpulse zu erhalten. Beispielsweise hat bei der oben beschriebenen Ausführungsform des Lasergerätes der vordere Spiegel vorzugsweise ein Reflexionsvermögen von 20 bis 75 %, und der Güteschalter enthält einen Farbstoff mit einer optischen Dichte von 0,15 bis 0,45.

Obwohl sich viele Anwendungsmöglichkeiten für das Mehrfachlasergerät oder den Mehrfach-Impulszuglaser gemäß der Erfindung angeben lassen, hat das Verfahren zur Behandlung der Lichtundurchlässigkeit der Augenlinse, die sich aus dem grünen Star oder dergleichen ergibt, unerwartete Vorteile. Wie oben erwähnt, werden Lasergeräte zur Behandlung von grünen Star verwendet, wobei ein Impulslaser auf das Fremdmaterial an der hinteren Oberfläche oder vor der Linse innerhalb des glasartigen Fluidkörpers des Auges fokussiert ist,

Mit Einzelimpulslasern ist es jedoch nicht möglich, das Mikroplasma aufrechtzuerhalten, da die Lebensdauer des Mikroplasmas geringer ist als die Zeit zwischen benachbarten Impulsen des Lasers.

Mit dem Mehrfachimpulslaser gemäß der Erfindung ist es jedoch möglich/ selektiv Laserenergie dem Mikroplasma hinzuzufügen und dadurch die Lebensdauer des Plasmas zu erhöhen. Das Laserplasma wächst in der Tat vom Brennpunkt des Lasers zurück zum Laser und verringert die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung der Linse und verbessert die Genauigkeit und Effizienz des Verfahrens. Das Verfahren umfaßt somit vorzugsweise die Erzeugung eines Einzellaserimpulses, der innerhalb des glasartigen Augenfluids fokussiert ist und im Abstand von der hinteren Linsenoberfläche. Die Anzahl und die Frequenz der Laserimpulse wird dann erhöht, um ein längeres Laserplasma innerhalb des glasartigen Augenfluids zu erzeugen, das sich zurück zur rückseitigen Oberfläche der Linse bewegt, bis das Laserplasma den Fremdkörper oder das Fremdmaterial kontaktiert und zerstört.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegend Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt einer Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Lasergerätes;

Fig. 2 eine Stirnansicht des Lasergerätes gemäß Fig. 1 durch den Spiegel 24;

Fig. 3 einen endseitigen Querschnitt des Lasergerätes gemaß Fig. 1 in Richtung der Pfeile 3-3;

Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des rückseitigen Laserspiegels gemäß Fig. 1;

Fig. 5 eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, des Laserfilters gemäß Fig. 1;

Fig. 6 eine Stirnansicht des Laserfilters gemäß Fig. 5; und in

Fig. 7 einen Querschnitt eines Auges zur Erläuterung eines Behandlungsverfahrens mit einem Mehrfachimpuls eines Impulszuglasergerätes.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform des Lasergerätes 20 ist relativ klein und kompakt, und sämtliche Komponenten oder Baugruppen des Lasergerätes sind permanent ausgefluchtet. Diese Vorteile werden erreicht durch den einzigen und speziellen Laserkörper 22, der das äußere Skelett des Lasergerätes bildet und als optische Tragkonstruktion des Lasers dient. Bei der bevorzugten Ausfuhrungsform sind die Seitenflächen 23 des Körpers 22 abgerundet, wie es Fig. 2 zeigt.

Der vordere Laserspiegel 24 ist permanent an einem Ende des Körpers mit Expoy 26 oder anderen geeigneten Befestigungsmitteln angebracht. Der Körper 22 enthält einen Hohlraum oder eine Hauptbohrung 30, die mit dem vorderen Laserspiegel 24 abgedichtet ist. Im Inneren des Körperhohlraumes befindet sich ein langgestreckter Laserfilter 32 mit parallelen Bohrungen 34 und 36, wie es am deutlichsten Fig. 5 und 6 zeigen. Der Laserfilter 32 ist permanent innerhalb des Hohlraumes 30 des Körpers 22 mit Laserreflektormaterial 38 ausgefluchtet und befestigt, wie es nachstehend näher erläutert ist. Eine Laserblitzlampe 4 2 ist permanent in einer Bohrung 34 des Laserfilters 32 mit Harz 44 oder

anderen geeigneten Mitteln ausgefluchtet. Ein Laserstab 46 ist in der anderen Bohrung 36 des Laserfilters 32 mit Harz 48 oder anderen geeigneten Mitteln befestigt. Somit ist einsichtig, daß der Laserstab 46 und die Blitzlampe 42 permanent in paralleler Anordnung ausgefluchtet sind, und die Längsachse des langgestreckten LaserStabes 46 ist im allgemeinen senkrecht zur reflektierenden Oberfläche des vorderen Spiegels 24.

Der rückseitige Laserspiegel 50 ist in einer zylindrischen Bohrung 52 an der Rückseite des Laserkörpers 22 permanent ausgefluchtet, wobei die Längsachse des rückseitigen Spiegels 50 koaxial mit der Längsachse des Laserstabes 46 ausgefluchtet ist. Der rückseitige Spiegel 50 ist in der zylindrischen Bohrung 52 mit Harz 54 oder anderen geeigneten Mitteln permanent ausgefluchtet und abgedichtet. Der scheibenförmige Güteschalter oder Q-Switch 56 ist mit einem Ringband 58 in der Bohrung 52 axial ausgefluchtet mit dem hinteren Laserspiegel 50 und dem Laserstab 46 gehalten. Eine zylindrische Gegenbohrung 60 im Laserkörper, deren Durchmesser ungefähr gleich dem der Bohrung 36 im Laserfilter ist, sorgt für eine Verbindung zwischen dem Laserstab 46, dem Güteschalter 56 und dem hinteren Laserspiegel 50.

Nachdem die allgemeine Anordnung der Komponenten oder Baugruppen des Lasergerätes 20 angegeben ist, folgt nachstehend eine detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Laserkomponenten. Wie bereits erwähnt, bildet der Laserkörper 22 das äußere Skelett des Lasergerätes und sorgt für eine permanente Ausfluchtung der Komponenten. Somit sollte der Körper aus einem elektrisch-isolierenden Material hergestellt sein, vorzugweise mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, da die Laserspiegel permanent mit dem Körper verbunden sind. Somit besteht der Körper vorzugsweise aus einem undurchlässigen Silikatmaterial, wie z.B. "Martite", einem von der Firma

Kigere, Inc. in Toledo, Ohio, im Handel erhältlichen Aluminiumsilikatmaterial. Andere geeignete Materialien sind etwa "Macor" von der Firma Corning Glass Works, und Aluminiumoxidrohrkörper. Der Laserkörper ist vorzugsweise als integrale Einheit gegossen und danach bearbeitet. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Hohlraum 30 des Laserkörpers 22 durch nicht dargestellte kleine Löcher nach der Beendigung des Zusammenbaus evakuiert. Der Hohlraum des Körpers wird dann mit einem Inertgas wie z.B. Stickstoff, gefüllt und die feinen Löcher abgedichtet.

Der Laserfilter 32 ist ein "flintenartiger" Filter mit parallelen Zylinderrohren 34 und 36, welche die Blitzlampe 42 und den Laserstab 46 in der beschriebenen Weise aufnehmen und festhalten. Ein geeignetes Material für das Filterrohr ist das von der Firma Kigere, Inc. erhältliche Material KSF-5, das aus Lithiumoxid-Aluminiumoxid-Silikat-Glas besteht, das mit Samarium, vorzugsweise etwa 5 %, dotiert ist. Wie sich für den Fachmann ergibt, wird das bevorzugte Material für den Laserfilter vom Lasersystem abhängen, und es können auch andere geeignete Materialien verwendet werden. Ein flintenartiges Filter wird bei der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, um die Blitzlampe 42 und den Laserstab 46 in der nachstehend beschriebenen Weise sicherzuhalten und permanent auszuflichten. Das rohrförmige Laserfilter 32 ist in permanenter Ausfluchtung im Hohlraum 30 des Laserkörpers 22 mit dem Reflektormaterial 38 befestigt. Bei der bevorzugten Ausführungsform des Lasergerätes ist der Laserreflektor 38 ein pulverförmiges Material, wie z.B. pulverförmiges Bariumsulfat, das zwischen die Innenoberfläche des Körperhohlraumes 30 und die Außenoberfläche des flintenförmigen Laserfilters 32 gepackt ist und dadurch die Blitzlampe 42 und den Laserstab 46 permanent ausfluchtet. Ei-η herkömmliches Bindemittel kann dem pulverförmigen Bariumsulfat hinzugefügt werden.

Die Blitzlampe 4 2 ist eine herkömmliche Blitzlampe wie z.B. eine von der Firma ILC Technologies of Sunnyvale, Kalifornien, erhältliche Blitzlampe. Andere geeignete Blitzlampen sind von Siemens Laboratories erhältlich. Es erscheint einsichtig, daß die bevorzugte Bogenlänge der Blitzlampe von der Größe und der Art des In der Anordnung verwendeten Laserstabes abhängen wird. Bei der angegebenen Ausführungsform ist eine Bogenlänge von etwa 60 bis 75 mm bevorzugt. Wie sich für den Fachmann ergibt, besitzt die Blitzlampe 42 einen Trigger- oder Auslösedraht 64, der an eine Versorgung für Impulsspannung angeschlossen ist und das Aufleuchten der Blitzlampe triggert bzw. auslöst. Der Auslösedraht 64 ist an die Kathode 66 der Blitzlampe 42 angeschlossen, die außerdem an einen Erdungsdraht 68 angeschlossen ist. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist am gegenüberliegenden Ende der Blitzlampe 42 ein Anodendraht 70 vorgesehen und die Drähte 64, 68 und 70 sind an die elektrische Schaltung des Lasergerätes mit herkömmlichen Verbindungsteilen oder Anschlüssen 76 angeschlossen. Wie sich für den Fachmann ergibt, kann jede beliebige Versorgung oder Quelle für Impulsspannung an den Auslösedraht 64 angeschlossen werden. Die einfachste Form ist eine Kondensatorentladung, welche durch eine Spule pulsiert, um eine Spannung von ungefähr 10 KiIovolt bei einer Frequenz von ungefähr 120 Mikrosekunden zu erzeugen.

Der bevorzugte Laserstab 46 wird von der Funktion oder dem Zweck des Lasergerätes 20 abhängen. Bei dem bevorzugten passiv gütegesteuerten Lasergerät, das zur Erzeugung von gesteuerten Mehrfachlaserimpulsen geeignet ist, oder dem erfindungsgemäßen Impulszug-Lasergerät besteht der Laserstab 46 vorzugsweise aus einem herkömmlichen YAG-(Ytrium-Aluminium-Granat) -Lasermaterial. Ein anderes geeignetes Material für den Laserstab ist beispielsweise "Q 100"-Laser-

glas von der Firma Kigre, Inc., wie es in der US-PS 4 333 848 beschrieben ist. Q-100 ist ein athermales Phosphat-Laserglas, das mit Nd₃O als laserkorrelierte Wellen aussendendes Material dotiert ist. Es ist auch möglich, einen Impulszugeffekt mit anderen Lasermaterialien zu erhalten, zu denen andere Glas- oder Kristalllaser gehören, z.B. Rubinlaser und andere Lasersysterne. Wie nachstehend näher erläutert, ist es erforderlich, die Laserkomponenten auszugleichen bzw. abzustimmen, um Mehrfach Laserimpulse bei jedem Beleuchtungsimpuls der Blitzlampe zu erhalten. Somit ist das Volumen des Laserstabes 46 kritisch, um den gewünschten Impulszugeffekt zu erzielen. Die beschriebene Ausführungsform des Laserstabes ist ein zylindrischer YAG-Laserstab mit einem Durchmesser von 4 mm, einer Länge von 75 mm und einem Volumen von 945 mm³.

Der vordere Laserspiegel 24 ist ein herkömmlicher Plan-Plan-Laser spiegel, der aus jedem konventionellen Standardglas hergestellt sein kann, wie z.B. aus BK 7 von der Firma Schott Optical Glass, Inc. Die Innenoberfläche 78 des vorderen Laserspiegels 24 hat vorzugsweise ein Reflexionsvermögen von ungefähr 10 bis 55 %. Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Impulszug-Lasergerätes liegt das Reflexionsvermögen der Innenoberfläche 78 des vorderen Laserspiegels zwischen 30 und 40 %. Die Außenoberfläche 80 weist eine herkömmliche mehrschichtige AR-Beschichtung oder Antireflexions-Beschichtung auf. In der beschriebenen Weise ist der vordere Laserspiegel 24 permanent mit dem vorderen Ende des Laserkörpers 22 mit Epoxi 26 oder anderen geeigneten Befestigungsmitteln verbunden und ausgefluchtet. Der hintere Spiegel 50 kann auch aus beliebigem optischen Standardglas bestehen, wie z.B. aus BK 7 von der Firma Schott Optical Glass, Inc. Die Innenoberfläche 83 (vergleiche Fig. 4) kann entweder konkav

mit einem Radius zwischen 3 und 10 mm oder eben sein, in Abhängigkeit von der gewünschten Strahtdivergenz. Die Innenoberfläche ist beschichtet, um mit dem maximalen Reflexionsvermögen bei der Wellenlänge des Lasers zu reflektieren. Bei geringer Strahldivergenz von 1 bis 3 Milliradian ist ein konkaver Radius von 3 bis 6 m wünschenswert. Größere Strahldivergenzen sind erreichbar, indem man einen hinteren Laserspiegel mit einem konkaven Krümmungsradius von 7 bis 10 m oder eine ebene Oberfläche verwendet. Die rückseitige Oberfläche 85 des hinteren Laserspiegels 50 ist poliert, eben und klar. Es darf darauf hingewiesen werden, daß es möglich ist, die vorderen und hinteren Spiegel auszutauschen, was den Betrieb des Lasergerätes nicht beeinflußt, wenn man davon absieht, daß der Laserausgang dann am gegenüberliegenden Ende emittiert. In der beschriebenen Weise ist der hintere Laserspiegel 50 in der zylindrischen Bohrung 52 im Laserkörper mit Epoxy 54 oder anderen Befestigungsmitteln permanent befestigt und ausgefluchtet.

Der angegebene Farbstoff-Güteschalter ist von der Firma Eastman Kodak erhältlich, wobei der Farbstoff Bis-(4-dimethylaiuinodithio-10-benzil)-Nickel in einer Cellulosematrix ist. Der Güteschalter ist in Blattform mit optischer Qualität erhältlich. Es ist für den Fachmann klar, daß der Farbstoff bei einer vorgegebenen Laserenergie bleicht und ein passives Impulslasergate bildet.

Nachdem die Ausführungsform des Lasergerätes 20 und die bevorzugten Ausführungsformen der Laserkomponenten, die in der Zeichnung dargestellt sind, beschrieben wurden, ist es nun möglich, den Betrieb des Lasergerätes und des bevorzugten Verfahrens zur Erzeugung von Mehrfachlaserimpulsen bei jedem Beleuchtungsimpuls der Blitzlampe, nachstehend auch als Impulszug-Laser oder -Effekt bezeichnet, zu erläutern. Wie für den Fachmann ersichtlich, wird die Blitz-

lampe 42 einen Beleuchtungsimpuls bei jedem Spannungsimpuls liefern, der durch den Auslösedraht 64 der Blitzlampenkathode 66 zugeführt wird. Der Beleuchtungsimpuls der Blitzlampe wird durch den Laserfilter 32 zum Laserstab 46 übertragen. Der Laserfilter 32 filtert die vom Laserstab empfangende Beleuchtung und begrenzt die Beleuchtung auf die gewünschte Frequenz. Die Beleuchtung des Laserstabes erregt die Komponente des Laserstabes für die Aussendung von laserkorrelierten Wellen. Der Laserstab emittiert dann einen Laserimpuls, der von den reflektierenden Innenoberflächen der Laserspiegel 24 und 50 reflektiert wird, durch den Güteschalter 56. Es erscheint einsichtig, daß der Laserstab Energie in Abhängigkeit von der Blitzlampenbeleuchtung speichert, und das Lasergerät emittiert einen einzelnen Laserimpuls, wenn die Verstärkung des Laserstabes die Verluste des Güteschalters und der Spiegel überschreitet. Es wurde nun festgestellt, daß es möglich ist, Mehrfachlaserimpulse bei jedem Beleuchtungsimpuls der Blitzlampe oder einem Impulszug-Lasereffekt zu erzielen, wenn die Impulsspannung ausreichend ist, um wiederholt die Verstärkung im Laserstab bei jedem Beleuchtungsimpuls zu erzeugen. In der oben beschriebenen Weise ist es jedoch erforderlich, die Komponenten des Lasergerätes abzustimmen, um einen Impulszugeffekt zu erzielen.

Zur Erzielung von gesteuerten Mehrfachlaserimpulsen muß das Volumen des Laserstabes ausreichend groß sein, um genügend Energie im Laserstab zu speichern, um Mehrfachlaserimpulse zu erzielen. Wie bereits erläutert, hat man früher festgestellt, daß Laser manchmal unerwünschte oder Nebenentladungen emittieren. Beim Stande der Technik hat man jedoch nicht erkannt, daß es möglich ist, zahlreiche Mehrfachlaserimpulse von ungefähr gleichem Wert bei jedem Beleuchtungsimpuls zu erzeugen. Außerdem können die Anzahl

und die Frequenz der Laserimpulse genau gesteuert werden, indem man die Energie erhöht, die der Blitzlampe zugeführt wird. Schließlich wurde festgestellt, daß die Anzahl von Laserimpulsen, die vom Lasergerät bei jedem Blitzlampen-Beleuchtungsimpuls emittiert werden, eine lineare Funktion der Eingangsenergie zur Blitzlampe ist, wie es nachstehend näher erläutert ist.

Bei einem passiv gütegesteuerten Lasergerät der hier beschriebenen Art, bei dem der vordere Spiegel ein Reflexionsvermögen von ungefähr 20 bis 75 % besitzt und der Güteschalter eine optische Farbstoffdichte von 0,15 bis 0,45 hat, ist es möglich, gesteuerte Mehrfachlaserimpulse unter Verwendung eines YAG-Laserstabes zu erzeugen, wobei die Stabgröße 4 mm χ 75 mm mit einem Volumen von 942 mm³ ausmacht. Aufgrund von Experimenten von YAG-Laserstäben scheint das kritische Volumen des Laserstabes etwa 650 bis 800 mm³ zu sein. Beispielsweise wird ein 3 mm χ 30 mm YAG-Laserstab keine konsistenten Mehrfachimpulse mit im wesentlichen gleicher Energie erzeugen. Durch Erhöhung der Spannung der Blitzlampe und damit einer Erhöhung der Eingangsenergie für den Laserstab ist es möglich, zwei oder drei Laserimpulse bei jedem Blitzlampen-Beleuchtungsimpuls zu erzielen, jedoch können nicht mehr als etwa drei Laserimpulse erzielt werden, unabhängig davon, wieviel zusätzliche Energie dem Laserstab zugeführt wird. Im allgemeinen wurde das gleiche Resultat erhalten, wenn man einen 4 mm χ 50 mm YAG-Laserstab verwendete. Durch Erhöhung der Größe und des Volumens des Laserstabes auf 4 mm χ 75 mm wurden gesteuerte Mehrfachlaserimpulse erzielt, und zwar bis zu etwa 10 Laserimpulsen bei jedem Blitzlampen-Beleuchtungsimpuls.

Vorausgesetzt, daß das Volumen des LaserStabes größer ist als das minimale kritische Volumen der oben beschriebenen Art, hängt die Anzahl von erzielten Laserimpulsen bei je-

dem Blitzlampenimpuls von der Eingangsenergie zur Blitzlampe ab. Durchgeführte Tests haben gezeigt, daß die Anzahl von Laserimpulsen eine lineare Funktion der Eingangsfunktion zur Blitzlampe ist, und zwar gemäß nachstehender Gleichung:

Eingangsenergie zur Blitzlampe in Joules = 1/2CV ,

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wobei C die Kapazität des Laserstabes in Mikrofarad und V die Spannung in Kilovolt sind. Geht man beispielsweise von einer Kapazität von 40 Mikrofarad aus, so werden bei einer Eingangsspannung von 500 Volt eine Energie von 5 Joule im Laserstab und bei einer Eingangsspannung von 600 Volt 7,2 Joule gespeichert.

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Die nachstehende Tabelle zeigt den linearen Zusammenhang zwischen der Eingangsenergie zur Blitzlampe und der Anzahl von Laserimpulsen, die von dem Lasergerät bei jeder Blitzlampenbeleuchtung erzeugt werden. Der verwendete Laser zur Erzielung dieser Daten war das oben beschriebene Lasergerät unter Verwendung eines 4 mm χ 75 mm YAG-Laserstabes.

Gesamtenergie in sämtlichen Impulsen

25 Millijoule
50 Millijoule
84 Millijoule
104 Millijoule 130 Millijoule 155 Millijoule

Volt	Eingangsenergie zur Blitzlampe	emittierte Impulszahl
515	5,3 Joule	1
580	6,7 Joule	2
635	8,1 Joule	3
685	9,5 Joule	4
730	10,7 Joule	5
780	12,1 Joule	6

Die jeweiligen emittierten gütegeschalteten Laserimpulse waren ungefähr gleich in Impulsbreite und Energie. Die Impulsbreite lag zwischen 7 und 12 Nanosekunden Dauer und

jeder Impuls enthielt eine Energie zwischen 22 und 28 Millijoule. Außerdem lag die Strahldivergenz der jeweiligen Laserimpulse zwischen 1 und 3 Milliradian.

Aus der obigen Tabelle ergibt sich, daß die Anzahl von Laserimpulsen im wesentlichen eine geradlinige oder lineare Funktion der Eingangsenergie zum Laserstab ist. Beispielsweise erhöht die zusätzliche Energie von ungefähr 1,4 Joule die Anzahl der vom Lasergerät emittierten Laserimpulse von 2 auf 3, von 3 auf 4, usw. Außerdem war die Energie der jeweiligen Mehrfachlaserimpulse im wesentlichen identisch. Somit ist das beschriebene Verfahren zur Erzeugung von Mehrfachlaserimpulsen extrem effizient. Schließlich ist es möglich, Laserimpulse von im wesentlichen gleicher Größe bei sehr hohen Frequenzen zu erzeugen, indem man ein passiv gütegesteuertes Lasergerät verwendet, was beim Stande der Technik nicht möglich ist.

Nachdem die Wirkungsweise des bevorzugten Lasergerätes erläutert worden ist, wird nachstehend ein Verfahren beschrieben, bei dem das Anlegen einer Impulsspannung an die Laserblitzlampe 42 zum Leuchten der Blitzlampe und Erregen des Laserstabes 46 angewendet wird. Der Laserstab speichert Energie in Abhängigkeit von bzw. proportional zur Energie beim Blitzlampenleuchten. Das Lasergerät 20 wird dann einen einzelnen Laserimpuls durch den vorderen Spiegel 24 emittieren, wenn die Verstärkung des LaserStabes die Verluste des Güteschalters und der Laserspiegel überschreitet. Das Lasergerät wird gesteuerte Mehrfachlaserimpulse bei jedem Blitzlampen-Beleuchtungsimpuls erzeugen, wenn die Impulsspannung ausreichend ist, um wiederholt die Verstärkung im Laserstab zu erzeugen. In der beschriebenen Weise haben das bevorzugte Impulszug-Lasergerät und das Verfahren zur Erzeugung von gesteuerten Mehrfachlaserimpulsen gemäß der Erfindung viele Anwendungsmöglichkeiten, einschließlich medizinischer Anwendungsgebiete, wie z.B. die Augenheil-

künde usw. sowie wissenschaftliche Anwendungsmöglichkeiten einschließlich der Ionisierung, Spektrometrie und Spektroskopie. Es erscheint einsichtig, daß beispielsweise Impulslaser, die zur Bestimmung des Ortes von und dem Abstand zu einem beweglichen Objekt verwendet werden, genauer sein werden, wenn die Frequenz der Laserimpulse erhöht ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß der Impulszuglaser und das Verfahren zur Erzeugung von Mehrfachlaserimpulsen einen ganz einzigartigen und außergewohnlichen Vorteil in glasartigen Fluiden bieten, wie z.B. bei der Behandlung der Lichtundurchlässigkeit des menschlichen Auges, die von einem Glaukom, grünem Star oder anderen Augenkrankheiten herrühren, wie es nachstehend erläutert ist.

Es ist bekannt, daß ein Laser ein Plasma in einem Fluidmedium erzeugt, das für die Laserwellenlänge transparent ist, wie z.B. dem glasartigen Fluidkörper des menschlichen Auges. Laser werden somit verwendet, um Glaukome und ähnliche Augenleiden zu behandeln. Im Falle von Glaukomen, insbesondere nach dem Einsetzen einer künstlichen Linse, wird die hintere Linsenkapsel manchmal lichtundurchlässig und beeinträchtigt das Sehvermögen. Es hat sich herausgestellt, daß das Laserplasma, das am Brennpunkt eines gütegeschalteten Lasers erzeugt wird, verwendet werden kann, um die lichtundurchlässige Membran zu schneiden, welche das Sehvermögen des Patienten beeinträchtigt. Der nichteindringende Laserschneidvorgang ermöglicht das Abtrennen der hinteren Linse, so daß Licht in das Auge eintreten kann, Es muß jedoch Sorge getragen werden, den Laser zu fokussieren, um Beschädigungen der angrenzenden künstlichen Linse zu vermeiden, indem man das Laserschneiden auf die lichtundurchlässige Membran begrenzt. Das Schneidplasma, das auch als Mikroplasma bezeichnet wird, muß daher relativ klein sein, ungefähr 50 μπι, um den Laserschnitt auf den gewünschten Bereich zu begrenzen.

Experimente haben ergeben, daß die Lebensdauer des Mikroplasmas, das von einem einzigen gütegesteuerten Laserimpuls erzeugt wird, ungefähr zwischen 20 und 200 Mikrosekunden bei Atmosphärendruck liegt, wie es beim glasartigen Fluidkörper des menschlichen Auges der Fall ist. Die Größe des Plasmas ist bestimmt durch die Energie im Laserimpuls. Für einen gegebenen gütegesteuerten Laserimpuls wird somit eine gegebene Laserplasmagröße von dem optischen System abhängen. Ein Lasermikroplasma erscheint als kleiner beleuchteter Fleck. Man hat jedoch festgestellt, daß unter Verwendung des erfindungsgemäßen Impulszuglasers, wo die Frequenz der Laserimpulse gleich oder größer als die Lebensdauer des Mikroplasmas ist, das Mikroplasma nicht erlöschen, sondern für eine zusätzliche Zeitspanne wieder neu aufleben wird. Das heißt, wenn die Frequenz der Laserimpulse ausreichend dicht ist, so daß jeder aufeinanderfolgende Laserimpuls am Brennpunkt des Lasers während der Mikroplasma-Lebensdauer ankommt, wird das Plasma nicht erlöschen.

Das Resultat ist ein Plasma mit einer Größe, die charakteristisch für die Energie eines Einzelimpulses ist, aber eine Schneidenergie besitzt, die charakteristisch für ein Plasma ist, das von einem Einzellaserimpuls viel größerer Energie erzeugt wird, typischerweise von der Größenordnung der Energie pro Impuls multipliziert mit der Anzahl von Impulsen im Impulszug. Mit einem Mehrfachimpulszuglaser der oben beschriebenen Art ist es daher möglich, selektiv Energie hinzuzufügen und die Lebensdauer des Plasmas zu erhöhen bzw. zu verlängern. Außerdem hat man festgestellt, daß das Mikroplasma tatsächlich vom Brennpunkt des Lasers zurück zum Lasergerät "wächst". In der beschriebenen Weise erzeugt ein Einzellaserimpuls ein Mikroplasma, das als kleiner Leuchtfleck auftaucht. Bei zwei Impulsen wird das Mikroplasma länglich, und bei drei oder mehr Impulsen wird das

Plasma zu einem länglichen Strahl, der sich zum Lasergerät bewegt. Bei Verwendung des hier beschriebenen Impulszuglasers ist es somit möglich, den Laser innerhalb des glasartigen Fluidkörpers des Auges zu fokussieren und dann das Plasma an der Rückseite der Linse aufzubauen und die hintere Linsenkapsel zu berühren, wie es in Fig.7 dargestellt ist, wo mit dem Bezugszeichen 80 der Querschnitt eines menschlichen Auges mit einer Hornhaut 82, einer Linse 84 und einem glasartigen Fluidkörper 86 dargestellt ist.

Die Netzhaut ist bei 88 gezeigt, und der optische Nerv befindet sich im allgemeinen gegenüber der Linse 84 beim Bezugszeichen 90. Es ist klar, daß sämtliche Laser mit der Erzeugung von Lichtenergie arbeiten. Die Energiedichte ist ein Maximum in der Nähe des Brennpunktes, aber das Gewebe gerade vor oder hinter dem Brennpunkt kann auch ionisiert werden. In der oben beschriebenen Weise ist es somit sehr wichtig, den Laser im glasartigen Fluidkörper des Auges weg von der Netzhaut 88 und der Linse 84 zu fokussieren.

Unter Verwendung des vorliegenden Impulszuglasers wird der Laser auf einen Punkt 92 fokussiert, und zwar im Abstand von der vorderen Oberfläche der Linse 84 mit einer herkömmlichen Linse 94. Die Laserimpulse vom Lasergerät sind mit der gestrichelten Linie 96 angedeutet, die der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt sind. Die Linse 94 fokussiert die zylindrischen Laserimpulse 96 vorzugsweise auf einen Konuswinkel von ungefähr 16 Grad, um eine Beschädigung der Hornhaut 82 und der Linse 84 zu vermeiden. Sobald der Brennpunkt 92 durch Einstellen des Impulszuglasergerätes auf die Emission eines Einzellaserimpulses ausgebildet worden ist, wird die Spannung zur Blitzlampe erhöht, um den Laserimpulszugeffekt zu erzeugen und ein längliches Plasma oder einen Plasmastrahl 98 hervorzurufen, der sich zum Lasergerät und der vorderen Oberfläche der Linse 84 aufbaut. Wenn der Plasmastrahl

die Glaukom-Membran 100 berührt, wird die Membran ionisiert oder zerstört und das Sehrvermögen durch die Linse 84 geschaffen.

Das Verfahren zur Behandlung der Lichtundurchlässigkeit der Linse, die aus einem Fremdkörper an der hinteren oder vorderen Oberfläche der Linse resultiert, impliziert somit die Erzeugung eines Einzellaserimpulses, der vom Lasergerät emittiert wird, um den Brennpunkt 92 innerhalb des glasartigen Fluidkörpers 86 des Auges auszubilden, und zwar im Abstand von der vorderen Oberfläche der Linse 84. Das Verfahren impliziert dann die Erhöhung der Frequenz der Laserimpulse zur Erzeugung eines länglichen Laserplasmas oder Impulsstrahles 98 innerhalb des glasartigen Augenfluids, der sich vom Brennpunkt 92 zur vorderen Oberfläche der Linse 84 bewegt, bis das Laserplasma das Fremdmaterial oder den Fremdkörper 100 kontaktiert und zerstört.

Nach der Beschreibung von bevorzugten Ausfuhrungsformen des Lasergerätes, einschließlich bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Impulszuglasers, des Verfah- rens zur Erzeugung von gesteuerten Mehrfachlaserimpulsen von im wesentlichen gleicher Größe und eines Behandlungsverfahrens unter Verwendung des Impulszuglasers, ist einsichtig, daß verschiedene Abwandlungen des Lasergerätes vorgenommen werden können. Beispielsweise können auch andere Impulszuglasergeräte verwendet werden, um Fremdkörper in glasartige Fluiden zu entfernen, vorausgesetzt, daß die Frequenz des Impulslasers ausreichend ist, um einen Plasmastrahl in der beschriebenen Weise zu erzeugen. Außerdem können die Komponenten des Lasergerätes für spezielle An-Wendungsfälle modifiziert werden, wenn es erwünscht ist. Die Laserkomponenten können dabei selbtverständlich separat verwendet und ausgefluchtet werden, um einen Impulszuglaser zu erzielen. Die beschriebene Ausführungsform

des Lasergerätes mit einem Körper, der das äußere Gerippe oder das äußere Skelett bildet, hat jedoch zahlreiche vorstehend beschriebene Vorteile. Schließlich kann das beschriebene Lasergerät 20 mit dem Körper als äußeres Skelett auch bei herkömmlichen Lasergeräten verwendet werden und dabei die Vorteile der permanenten Ausfluchtung, der Reduzierung der Größe sowie die Erhöhung der Zuverlässigkeit mit sich bringen.

Claims

Ι'ΛΙ KN IANWaI/M.

STREUL SCMUHICL-IIi)I¹F SCHULZ 3506362

WIDKNMAYKKSI KASSK 17. I) HO(X) Mi)NCHKN Tl

John D, Myers
DEA-27 061

22. Februar 1985

Lasergerät und Verfahren zur Erzeugung von gesteuerten Mehrfachlaserimpulsen

PATENTANSPRÜCHE: *>

Lasergerät, gekennzeichnet durch einen Körper (22) aus elektrisch isolierendem Material mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der ein äußeres Skelett für das Lasergerät (20) bildet, wobei der Körper (22) eine innere Kammer (30) bildet, die an ihren gegenüberliegenden Enden offen ist,

einen vorderen Laserspiegel (24), der permanent an dem einen Ende des Körpers (22) angebracht ist und dieses Ende dicht abschließt,
einen Laserfilter (32), innerhalb der Kammer (30) des Körpers (22) mit langgestreckten, parallelen Bohrungen (34, 36), die sich im allgemeinen senkrecht zur reflektieren den Oberfläche des vorderen Laserspiegols (24) erstrecken,

einen Laserreflektor (38), der den Laserfilter (32) innerhalb der Kammer (30) des Körpers (22) umgibt und den Filter (32) in der Kammer (30) permanent ausrichtet,

eine Laserblitzlampe (42), die sich in einer (34) der Bohrungen (34, 36) des Laserfilters (32)

befindet und darin permanent ausgefluchtet ist, einen langgestreckten Laserstab (46) , der

sich in der anderen (36) der Bohrungen (34, 36) des Laserfilters (32) befindet und darin permanent ausgefluchtet ist,

und einen hinteren Laserspiegel (50), der mit dem Laserstab (46) ausgefluchtet ist und dessen reflektierende Oberfläche im allgemeinen senkrecht zur Längsachse des Laserstabes (46) verläuft, wobei der hintere Laserspiegel (50) permanent am gegenüberliegenden Ende des Körpers (22), dem vorderen Laserspiegel (24) gegenüberliegend angebracht und im gegenüberliegenden Ende des Körpers (22) abdichtend angebracht ist, so daß der Körper (22) eine dichte Anordnung mit den Laserelementen in fester, permanenter Ausfluchtung bildet.
2. Lasergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lasergerät (20) einen Farbstoff-Güteschalter (56), der sich zwischen dem Laserstab (46) und einem (50) der Laserspiegel (24, 50) befindet, und eine an die

Blitzlampe (42) angeschlossene Versorgung (76; 64, 66, 70) für elektrische Impulsenergie aufweist, wobei das Volumen des Laserstabes (46) und die impulsförmige elektrische Energie für die Blitzlampe (42) ausreichend sind, um wiederholt eine Verstärkung in dem Laserstab (46) zu erzeugen, wobei jeder elektrischer Impuls für die Blitzlampe (42) gesteuerte Mehrfach-Laserimpulse von im wesentlichen gleicher Größe erzeugt.
3. Lasergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstab (46) ein Volumen von mehr als etwa 650 mm besitzt und die elektrische Impulsenergie zur Blitzlampe (42) größer als etwa 7 Joule ist.
4. Lasergerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff-Güteschalter (56) eine optische Dichte von 0,15 bis 0,45 besitzt und der vordere Laserspiegel (24) ein Reflexionsvermögen von 20 bis 7 5 % aufweist.
5. Lasergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserreflektor (38) aus pulverförmigem Bariumsulfat besteht, das zwischen den Laserfilter (32) und

die Innenwand der inneren Kanuner (30) des Körpers (22) gepackt ist.
6. Lasergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die Kammer (30) des Körpers (22) mit einem nichtoxidierenden Gas gefüllt ist.
7. Lasergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

ein Laser-Güteschalter in fester Relation in der
Kammer (30) zwischen dem Laserstab (46) und einem (50) der Spiegel (24, 50) positioniert ist.
8. Lasergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

der vordere Laserspiegel (24) plan-plan mit einem Reflexionsvermögen von etwa 30 bis 55 % ausgebildet ist und die Oberfläche des hinteren Laserspiegels (50) in der Nähe des LaserStabes (46) konkav ist.
9. Passiv gütegesteuertes Lasergerät,
gekennzeichnet durch

einen Körper (22) aus elektrisch isolierendem Material mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der ein äußeres Skelett bildet, in dem

das Lasergerät (22) in einem optischen Gerät gehaltert werden kann,

wobei der Körper (22) folgende Baugruppen aufweist:

eine abgedichtete langgestreckte Kammer (30), wobei das eine Ende der Kammer (30) einen vorderen Laserspiegel (24) und das gegenüberliegende Ende einen hinteren Laserspiegel (50) aufweist und die Spiegel (24, 50) sich in einer skalierten Relation und permanent ausgefluchtet im Körper (22) befinden, eine Blitzlampe (42) und einen langgestreckten Laserstab (46), der in einer im allgemeinen parallelen Anordnung zur Blitzlampe (42) fixiert ist, innerhalb der Kammer (30), die den Laserstab (46) im allgemeinen umgibt, und

einen Güteschalter (56), der sich in fester Relation zwischen dem Laserstab (46) und einem (50) der Laserspiegel (24, 50) befindet, wobei die Kammer (30) des Körpers (22) mit einem Inertgas gefüllt ist.
10. Lasergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (22) ein integral oder einstückig gegossener Körper aus undurchlässigem Silikat ist.
11. Lasergerät nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen Laserfilter (32), der sich in der Kammer (30) des Körpers (22)

befindet und im allgemeinen parallele, langgestreckte Bohrungen (34, 36) aufweist, die sich im allgemeinen senkrecht zu den reflektierenden Oberflächen der Laserspiegel (24, 50) erstrecken, wobei die Blitzlampe (42) sich in einer festen permanenten Anordnung in einer (34) der Laserbohrungen (34, 36) befindet und der Laserstab (46) sich in fester Anordnung in der anderen (36) der Laserbohrungen (34, 36) befindet, wobei der Reflektor (38) den Laserfilter (32) umgibt.
12. Lasergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (38) aus pulverförmigem Bariumsulfat besteht, das zwischen den Filter (32) und die Innenoberfläche der Kammer (30) des Körpers (22) gepackt ist.
13. Lasergerät nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstab (46) ein YAG-Laserstab ist, der im wesentlichen aus Yttrium-Aluminium-Granat besteht.
14. Lasergerät nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Lasergerät (20) eine an die Blitzlampe (42) angeschlossene Versorgungsquelle (76) für impulsförmige elektrische Spannung aufweist, und daß das

Volumen des langgestreckten Laserstabes (46) in Kubikmillimeter multipliziert mit der elektrischen Impulsenergie in Joule, die der Blitzlampe (42) zugeführt wird, einen Wert von etwa 4000 überschreitet, und daß die Blitzlampe (42) gesteuerte Mehrfach-Laserimpulse bei jedem Impuls der Blitzlampe (42) erzeugt.
15. Lasergerät nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff-Güteschalter (56) eine optische Dichte von 0,15 bis 0,45 aufweist und der vordere Laserspiegel (24) ein Reflexionsvermögen von 20 bis 7 5 % besitzt.
16. Passiv gütegesteuertes Lasergerät zur Erzeugung von Mehrfach-Laserimpulsen von im wesentlichen gleicher Größe bei jedem Blitzlampenimpuls, gekennzeichnet durch eine elektrische Blitzlampe (42), einen länglichen Laserstab (46) in unmittelbarer Nähe und im allgemeinen parallel zur Blitzlampe (42),

einen Reflektor (38), der die Blitzlampe (42) und den Laserstab (46) umgibt,

vordere (24) und hintere Laserspiegel (50) mit reflektierenden Oberflächen , die im allgemeinen senkrecht zur Achse des Laserstabes (46) angeordnet sind,

und einen Farbstoff-Güteschalter (56), der sich zwischen dem einen Ende des Laserstabes (46) und einem (50) der Laserspiegel (24, 50) befindet und eine reflektierende Farbstoffoberfläche senkrecht zur Achse des LaserStabes (46) aufweist,

und eine an die Blitzlampe (42) angeschlossene Versorgungsquelle (76) für impulsförmige elektrische Energie, wobei das Volumen des Laserstabes (42) in Kubikmillimetern multipliziert mit der der Blitzlampe (42) zugeführten impulsförmigen elektrischen Energie in Joule einen Wert von etwa 4000 überschreitet, wobei die impulsförmige elektrische Energie ausreichend ist, um wiederholt eine Verstärkung in dem Laserstab (46) mit jedem Beleuchtungsimpuls der Blitzlampe (42) zu erzeugen, um gesteuerte Mehrfach-Laserimpulse von im wesentlicher gleicher Größe durch das Lasergerät (20) mit jedem Impuls der der Blitzlampe (42) zugeführten elektrischen Energie zu erzeugen.
17. Lasergerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Farbstoffoberfläche des Güteschalters (56) eine optische Dichte von 0,15 bis 0,45 aufweist und der vordere Laserspiegel ein Reflexionsvermögen von etwa 20 bis 7 5 % besitzt.

— Q —

18. Lasergerät nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Lasergerät (20) einen integralen Filterkörper (32) mit im allgemeinen parallelen, langgestreckten Bohrungen (34, 36) aufweist, die sich im allgemeinen senkrecht zu den reflektierenden Oberflächen der Laserspiegel (24, 50) erstrecken, wobei die Blitzlampe (42) und der Laserstab (46) sich in den Bohrungen (34, 36) des Laserfilters befinden.

19. Verfahren zur Erzeugung von gesteuerten Mehrfach-Laserimpulsen mit jedem Blitzlampenimpuls eines Lasergerätes, wobei das Lasergerät eine elektrische Blitzlampe, einen langgestreckten Laserstab in unmittelbarer Nähe und im allgemeinen parallel zu der Blitzlampe, einen die Blitzlampe und den Laserstab umgebenden Reflektor, vordere und hintere Laserspiegel mit reflektierenden Oberflächen im allgemeinen senkrecht zur Achse des Laserstabes und einen Farbstoff-Güteschalter aufweist, der sich zwischen dem einen Ende des Laserstabes und einem Laserspiegel befindet und mit der Achse des Laserstabes ausgefluchtet ist, gekennzeichnet durch

Anlegen einer elektrischen Impulsspannung an die Blitzlampe zum Aufleuchten der Blitzlampe und zur Erregung des LaserStabes, wobei der Laserstab Laserenergie proportional zur Blitzlampenbeleuchtung

speichert, wobei das Lasergerät einen Einzellaserimpuls emittiert, wenn die Verstärkung des Laserstabes die optischen Verluste des Güteschalters und der Spiegel überschreitet, wobei die Impulsspannung ausreichend ist, um wiederholt eine Verstärkung in dem Laserstab im Anschluß an den Einzellaserimpuls zu erzeugen, um gesteuerte Mehrfach-Laserimpulse von im wesentlichen gleicher Größe bei jedem Blitzlampenbeleuchtungsimpuls zu erzeugen.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laserstab mit einem Volumen von mehr als etwa 800 mm verwendet und an die Blitzlampe eine Impulsspannung mit einer Energie von mehr als etwa 7 Joule angelegt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch die Erzeugung von gesteuerten Mehrfach-Laserimpulsen in einem glasartigen Fluidmedium, wobei die Frequenz der Laserimpulse ausreichend groß gewählt wird, um ein kontinuierliches längliches Plasma in dem Fluidmedium zu erzeugen.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, gekennzeichnet durch die Erzeugung eines Einzellaserimpulses in einem glasartigen Fluidmedium und

Erhöhen der Impulsspannung der Blitzlampe zur Erzeugung von gesteuerten Mehrfachimpulsen mit jedem Blitzlampen-Beleuchtungsimpuls, so daß ein kontinuierliches längliches Plasma in dem Pluidmedium erzeugt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluidmedium der glasartige Fluidkörper eines ■ Auges verwendet wird, wobei zunächst ein Einzellaserimpuls in dem glasartigen Körper des Auges, im Abstand von der rückseitigen Oberfläche der Augenlinse erzeugt und dann die Impulsspannung der Laserblitzlampe erhöht wird, um ein kontinuierliches längliches Plasma innerhalb des glasartigen Fluidkörpers des Auges in der Nähe der hinteren Linsenoberfläche zu erzeugen, um einen der Linse benachbarten Fremdkörper zu entfernen.

24. Verfahren zur Behandlung der Opazität der Linse eines Auges aufgrund eines Fremdkörpers an der hinteren Oberfläche der Augenlinse innerhalb des glasartigen Fluidkörpers des Auges mit einem passiv gütegesteuerten Lasergerät, gekennzeichnet durch

(a) Erzeugen eines Einzellaserimpulses, der von dem Lasergerät emittiert und innerhalb des glasartigen Fluidkörpers des Auges fokussiert wird, im Abstand

von der hinteren Linsenoberfläche und Erzeugen
eines Mikroplasmaflecks in dem glasartigen Fluidkörper, und

(b) anschließendes Erhöhen der Frequenz des
vom Lasergerät emittierten Laserimpulses auf eine
Frequenz, die größer ist als die Lebensdauer des
Mikroplasmas zur Erzeugung eines länglichen Laserplasmas innerhalb des glasartigen Fluidkörpers des Auges, das sich zur hinteren Linsenoberfläche bewegt, bis das längliche Laserplasma den Fremdkörper berührt und zerstört.

25. Verfahren nach Anspruch 24,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Lasergerät eine Blitzlampe, einen länglichen

Laserstab in unmittelbarer Nähe und im allgemeinen parallel zu dem Laserstab, einen den Laserstab und die Blitzlampe umgegebenden Reflektor, vordere und hintere Laserspiegel auf gegenüberliegenden Seiten des Laserstabes, die jeweils eine reflektierende Oberfläche im allgemeinen senkrecht zur Achse des Laserstabes besitzen, einen Güteschalter zwischen einem Ende des Laserstabes und einem der Spiegel mit einer reflektierenden Oberfläche im allgemeinen senkrecht zur Achse des Laserstabes und eine an die Blitzlampe angeschlossene Versorgungsquelle für gesteuerte
elektrische Impulsspannungen aufweist,

wobei die elektrischen Impulsspannungen an die Blitzlampe angelegt werden, um die Blitzlampe zum Aufleuchten zu bringen und den Laserstab zu erregen, wobei der Laserstab die Energie im Verhälntnis zu der Blitzlampenbeleuchtung speichert, das Lasergerät anschließend einen Einzellaserimpuls emittiert, der innerhalb des glasartigen Fluidkörpers des Auges auf einen Fleck im Abstand von der hinteren Linsenoberfläche fokussiert ist, wenn die Verstärkung des Laserstabes die Verluste des Güteschalters und der Spiegel überschreitet, wobei anschließend die Impulsspannung zur Blitzlampe in ausreichendem Maße erhöht wird, um wiederholt eine Verstärkung in dem Laserstab zur Erzeugung vongesteuerten Mehrfach-Laserimpulsen bei jeder Blitzlampenbeleuchtung zu erzeugen, die das längliche Laserplasma innerhalb des glasartigen Fluids des Auges hervorruft.

26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laserstab mit einem Volumen von mehr als 600 mm verwendet wird, daß zunächst ein Einzellaserimpuls erzeugt wird, indem man die Spannung zur Blitzlampe auf einer Energie von weniger als 6 Joule hält, und indem man anschließend die Spannung zur Blitzlampe erhöht, um gesteuerte Mehrfach-Laserimpulse bei jeder Beleuchtung der Blitzlampe zu erzeugen.