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JP3699867B2 - Laser equipment - Google Patents

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JP3699867B2
JP3699867B2 JP22792199A JP22792199A JP3699867B2 JP 3699867 B2 JP3699867 B2 JP 3699867B2 JP 22792199 A JP22792199 A JP 22792199A JP 22792199 A JP22792199 A JP 22792199A JP 3699867 B2 JP3699867 B2 JP 3699867B2
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Japan
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laser
laser beam
switching
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wavelength
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毅 山田
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Nidek Co Ltd
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Nidek Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の異なる波長のレーザ光を出射可能なレーザ装置に関する。
【0002】
【従来技術】
複数の異なる波長のレーザ光を出射可能なレーザ装置としては、レーザ光の波長が可変なアルゴン・ダイレーザやマルチウェイブレングスのクリプトンレーザなどが知られている。これらは、患部や治療目的によって適する波長が異なる眼科手術等の医療分野など、様々な分野で使用されている。例えば、眼科手術においては、可視域を中心に波長(色)の違いによって異なる疾患(患部)の治療を行っており、疾患(患部)によっては赤と緑などの異なる波長(色)を同時に又は連続して使用する場合もあるため、1台の装置で複数の異なる波長を出射できるのは都合がよい。
【0003】
また、前述した波長可変のレーザ治療装置は気体又はダイレーザであり、レーザチューブが短寿命であること、多大な電力を必要とすること、装置が大型化することなど問題が多いため、固体レーザによる多波長発振可能なレーザ装置が研究されている。そのような背景の中、従来は可視域のレーザ光を得られなかった固体レーザから可視域のレーザ光を得る方法や、複数の異なる波長の光から和周波光を得る方法が提案されている。
【0004】
例えば、U.S.Patent No.5,345,457やU.S.Patent No.5,528,612では、1又は複数個のプリズムを使用し、且つ非線形結晶を使用して、複数の異なる波長の光を組合わせることによって和周波光を得ることができるレーザ装置を開示している。U.S.Patent No.5,345,457のレーザ装置では、Nd:YAGロッドによる1064nmの光と1318nmの光とから、和周波光である589nmのレーザ光を出射することができる。さらに、U.S.Patent No.5,528,612のレーザ装置では、複数の波長のレーザ光をそれぞれ単独でも出射でき、組合わせて和周波光としても出射できる。これにより、例えば、3つの異なる波長のレーザ光を出射させる場合では、2つのレーザロッド及びそれを励起するための励起光源で行うことができ、従来に比べてそれぞれ1つずつ少なくすることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プリズムによって異なる波長を組合わせる場合、特にNd:YAG結晶をレーザロッドとし、1064nmと1318nmといった近赤外域以上の比較的近い波長を組合わせる場合は、プリズムへの入射角の差が非常に小さいため広範囲のスペースが必要となる。また、プリズムを用いて各波長を同一光軸上へ導光するので、共振器内の損失が比較的大きくなり、励起光からレーザ光への変換効率が低くなる。さらにまた、プリズム自体及びその配置位置等に高い精度が要求される。
【0006】
また、U.S.Patent No.5,345,457では、プリズムの代りにポラライザを用いて和周波光を得る方法も提案されているが、どちらの場合でも和周波光である589nmのレーザ光のみしか出射することができない。
【0007】
一方、U.S.Patent No.5,528,612では、1つの非線形結晶を使用し、温度を変化させることによって様々な波長変換に対応できるようにしている。しかしながら、温度を詳細に調整することは容易でなく、また1つの非線形結晶では対応できる波長変換には限界がある。
【0008】
本発明は、上記問題点を鑑み、コストを抑えつつ、効率良く複数の異なる波長のレーザ光を出射可能なレーザ装置を提供することを技術課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【0010】
(1) 複数の異なる波長のレーザビームを選択的に出射可能なレーザ装置において、第1固体レーザ媒質を励起して得られた第1レーザビームを非線型結晶により第2高調波である第1波長レーザビームを得る第1共振光学系と、第2固体レーザ媒質を励起して得られた第2レーザビームを非線型結晶により第2高調波である第2波長レーザビームを得る第2共振光学系と、第1共振光学系及び第2共振光学系の共用光路に切換光学ユニットを選択的に切換え配置する手段であって、該切換光学ユニットとして、第1共振光学系を構成する非線型結晶及び共振ミラーを持つ第1切換光学ユニット、第2共振光学系を構成する非線型結晶及び共振ミラーを持つ第2切換光学ユニット、第1レーザビームと第2レーザビームを位相整合させて和周波光である第3波長レーザビームとする非線型結晶及び共振ミラーを持つ第3切換光学ユニットとを有する切換え手段と、を備えたことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1はスリットランプを使用する眼科用レーザ光凝固装置の外観図である。図2及び図3は装置の光学系及び制御系概略図である
1はレーザ装置本体であり、後述するレーザ発振器10、レーザ光を患者眼の患部に導光して照射するための導光光学系の一部、制御部20等が収納されている。2は装置のコントロール部であり、レーザ光の波長を選択する波長選択スイッチ2aやレーザ照射条件を設定入力するための各種スイッチが設けられている。3はレーザ照射のトリガ信号を発信するためのフットスイッチである。
【0020】
4はスリットランプであり、患者眼を観察するための観察光学系と導光光学系の一部とが備えられている。5は本体1からのレーザ光をスリットランプ4に導光するためのファイバである。6はスリットランプ4を上下動するための架台である。
【0021】
10はレーザ発振器であり、内部には固体レーザ媒質(レーザロッド)であるNd:YAG結晶(以下、単にロッドともいう)11a,11b、励起光源である半導体レーザ(以下、単にLD(Laser Diode)ともいう)12a,12b、波長変換器である非線形結晶(以下、単にNLC(Non Linear Crystal)ともいう)13a〜13c、全反射ミラー(以下、単にHR(High Reflector)ともいう)14a〜14f、ダイクロイックミラー(以下、単にDM(Dicroic Mirror)ともいう)15a〜15c、ミラー16a〜16cが備えられている。なお、非線形結晶としては、KTP結晶、LBO結晶、BBO結晶、CLBO結晶等が使用可能であり、本実施形態ではKTP結晶を使用している。
【0022】
また、NLC13a及びHR14bによって波長変換ユニット30aが、NLC13b及びHR14dによって波長変換ユニット30bが、NLC13c,HR14e及びHR14fによって波長変換ユニット30cがそれぞれ構成されている。これら波長変換ユニットは、移動装置17によって切換え移動可能である。なお、移動装置17は、ユニット30a,30b,30cが収納された各筐体を回転移動して切換えたり、スライド移動して切換えるものなど、周知のものを用いることができる。
【0023】
Nd:YAG結晶は励起光源からの励起光により、近赤外域の複数の発振線を持つ光を放出する(図4参照)。そこで、本実施形態の装置では、複数の発振線の内で出力が高く、それぞれ異なる色へ変換可能な約1064(1064.1)nmと約1319(1318.8)nmとを利用し、約532nm(緑)、約589nm(黄)、及び約659nm(赤)の3色のレーザ光を出射させる。本実施形態では、ロッド11a側の共振器は1064nmの光を発振し、ロッド11b側の共振器は1319nmの光を発振する(詳しくは後述する)。
【0024】
なお、HR14aは1064nmに対して全反射、HR14bは1064nm及び532nmに対して全反射、HR14cは1319nmに対して全反射、HR14dは1319nm及び659nmに対して全反射、HR14eは1064nm及び589nmに対して全反射で且つ1319nmに対して全透過、HR14fは1319nmに対して全反射で且つ1064nm及び589nmに対して全透過の特性をそれぞれ持つ。また、DM15aは1064nmを反射して532nm及び589nmを透過し、DM15bは1319nmを反射して659nmを透過し、DM15cは532nm及び589nmを反射して659nmを透過する特性をそれぞれ持つ。
【0025】
18a,18bはそれぞれLD12a,12bの駆動回路、19はユニット30a,30b,30cを切換え配置する移動装置17の駆動回路である。20はコントロール部2やフットスイッチ3からの信号に基づいて装置各部を制御する制御部である。
【0026】
次に、以上の構成に基づき、複数の異なる波長のレーザ光を出射させる方法について説明する。
【0027】
<532nmのレーザ光の出射方法>
術者は波長選択スイッチ2aにより、手術に使用するレーザ光の色(波長)を緑(532nm)とする。制御部20は駆動回路18aを介してLD12aのみに電流を印可し、LD12aによってロッド11aを励起する。なお、ロッド11aであるNd:YAG結晶の両端面には、1064nmに対して透過性を高めるようにAR(Anti Reflective)コーティングが施されている。また、制御部20は駆動回路19を介して移動装置17を駆動し、NLC13a及びHR14bによって構成されたユニット30aをセットする。HR14a、DM15a、及びHR14bによって共振器25aが構成され、HR14bの直前には両端面に1064nm及び532nmに対するARコーティングが施されたNLC13aが配置される(図3(a)参照)。これにより、共振器25aでは1064nmの光が発振され、さらに共振器25aの内部で1064nmの第2高調波である532nmの光に波長変換される。得られた532nmのレーザ光は、DM15aを透過し、ミラー16a、DM15cを介してファイバ5へ導光される。そして、スリットランプ4の照射口から患者眼に向けて照射される。
【0028】
<659nmのレーザ光の出射方法>
術者は波長選択スイッチ2aにより、手術に使用するレーザ光の色(波長)を赤(659nm)とする。制御部20は駆動回路18bを介してLD12bのみに電流を印可し、LD12bによってロッド11bを励起する。なお、ロッド11bであるNd:YAG結晶の両端面には、1319nmに対して透過性を高めるようにARコーティングが施されている。また、制御部20は駆動回路19を介して移動装置17を駆動し、NLC13b及びHR14dによって構成されたユニット30bをセットする。HR14c、DM15b、及びHR14dによって共振器25bが構成され、HR14dの直前には両端面に1319nm及び659nmに対するARコーティングが施されたNLC13bが配置される(図3(b)参照)。これにより、共振器25bでは1319nmの光が発振され、さらに共振器25bの内部で1319nmの第2高調波である659nmの光に波長変換される。得られた659nmのレーザ光は、DM15bを透過し、ミラー16b,16c、DM15cを介してファイバ5へ導光される。そして、スリットランプ4の照射口から患者眼に向けて照射される。
【0029】
<589nmのレーザ光の出射方法>
術者は波長選択スイッチ2aにより、手術に使用するレーザ光の色(波長)を黄(589nm)とする。制御部20は駆動回路18a,18bを介してLD12a,12bにそれぞれ電流を印可し、ロッド11a,11bを励起する。また、制御部20は駆動回路19を介して移動装置17を駆動し、NLC13c、HR14e及びHR14fによって構成されたユニット30cをセットする。HR14a、DM15a、及びHR14eによる共振器25cとHR14c、DM15b、及びHR14fによる共振器25dとがそれぞれ構成され、HR14eとHR14fとの間(略中間)には両端面に1064nm、1319nm及び589nmに対するARコーティングが施されたNLC13cが配置される(図2参照)。これにより、共振器25cで発振された1064nmの光と共振器25dで発振された1319nmの光とは、NLC13cに入射されて位相整合され、和周波光である589nmの光に波長変換されて、DM14eの反射及びDM14fの透過を介してDM15aを透過する。得られた589nmのレーザ光は、ミラー16a、DM15cによって反射され、ファイバ5へ導光される。そして、スリットランプ4の照射口から患者眼に向けて照射される。
【0030】
なお、和周波を求める公式としては、以下の式1が知られており(λ1,λ2は基本波長、λ3は和周波を示す)、
【0031】
【数1】

Figure 0003699867
本実施形態の波長に当てはめると、以下の式2となる。
【0032】
【数2】
Figure 0003699867
また、本実施形態では、2つの異なる波長の光の和周波光を得たが、差周波光を得るようにすることもできる。この場合の計算式は、以下の式3となる(λ4は和周波を示す)。
【0033】
【数3】
Figure 0003699867
なお、本実施形態では、光の波長によって透過と反射とを区別して行う特性を持つダイクロイックミラー(DM15a〜15c)を使用したが、その代わりに光の偏光方向によって透過と反射とを区別して行う特性を持つ偏光ビームスプリッタを使用してもよい。この場合は、光の偏光方向を変える偏光板を適宜光路中に配置する。
【0034】
また、図5に示すように、ユニット30a,30bの代りに、NLC13a,13bとHR14b,14dによって構成されたユニット30dを使用し、532nmのレーザ光と659nmのレーザ光とを同時に出射できるようにしてもよい(もちろん別々に出射することも可能である)。
【0035】
さらに、図6及び図7に示すように、2つのロッド11a,11bを非線形結晶の片側に配置して、2つの光を位相整合するようにしてもよい。図6は589nmのレーザ光を出射する場合を示し、NLC13c、HR14g及びDM15gによって構成された波長変換ユニット31cが移動装置17によって切換え配置される。図7(a)は532nmのレーザ光を出射する場合を示し、NLC13a、HR14b及びDM15eによって構成された波長変換ユニット31aが移動装置17によって切換え配置される。図7(b)は659nmのレーザ光を出射する場合を示し、NLC13b、HR14d及びDM15fによって構成された波長変換ユニット31bが移動装置17によって切換え配置される。得られた532nm,659nm,589nmのレーザ光は、それぞれミラー16dによって反射され、ファイバ5へ導光される。そして、スリットランプ4の照射口から患者眼に向けて照射される。
【0036】
なお、HR14gは1064nm、1319nm及び589nmに対して全反射の特性を持つ。また、DM15dは1064nmを透過して1319nmを反射し、DM15eは1064nmを反射して532nmを透過し、DM15fは1319nmを反射して659nmを透過し、DM15gは1064nm及び1319nmを反射して589nmを透過する特性をそれぞれ持つ。
【0037】
また、本実施形態では、固体レーザ媒質としてNd:YAG結晶を使用したが、これに限定されるものではなく、周知の固体レーザ媒質(結晶)を使用することができる。もちろん、別々の種類の固体レーザ媒質(結晶)をそれぞれ使用してもよい。
【0038】
さらにまた、本実施形態は眼科用のレーザ治療装置に限るものではなく、医療(形成外科を含む)用や産業(測定等)用など様々な用途のレーザ装置に適用することができる。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コストを抑えつつ、効率良く複数の異なる波長のレーザ光を出射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の装置の外観図である。
【図2】本実施形態の装置の光学系及び制御系概略図である。
【図3】本実施形態の装置の一部光学系及び一部制御系概略図である。
【図4】Nd:YAGロッドの発振線の種類を示す図である。
【図5】本実施形態の装置の光学系の一部変容例である。
【図6】本実施形態の装置の光学系及び制御系の変容例である。
【図7】変容例の装置の一部光学系及び一部制御系概略図である。
【符号の説明】
2 コントロール部
4 スリットランプ
10 レーザ発振器
11a,11b Nd:YAGロッド
12a,12b 半導体レーザ
13a〜13c 非線形結晶
14a〜14g 全反射ミラー
15a〜15g ダイクロイックミラー
16a〜16d ミラー
17 移動装置
20 制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser apparatus capable of emitting a plurality of laser beams having different wavelengths.
[0002]
[Prior art]
As a laser apparatus capable of emitting a plurality of laser beams having different wavelengths, an argon die laser in which the wavelength of the laser beam is variable, a multi-wavelength krypton laser, and the like are known. These are used in various fields such as a medical field such as ophthalmic surgery in which a suitable wavelength varies depending on an affected part and a therapeutic purpose. For example, in ophthalmic surgery, different diseases (affected areas) are treated with differences in wavelength (color) around the visible range, and depending on the disease (affected area), different wavelengths (colors) such as red and green can be used simultaneously or Since it may be used continuously, it is convenient that a single device can emit a plurality of different wavelengths.
[0003]
The wavelength-tunable laser treatment device described above is a gas or a die laser, and there are many problems such as a short life of the laser tube, a great amount of power, and an increase in the size of the device. Laser devices capable of multi-wavelength oscillation have been studied. In such a background, a method for obtaining visible laser light from a solid-state laser that could not obtain visible laser light in the past and a method for obtaining sum frequency light from a plurality of light of different wavelengths have been proposed. .
[0004]
For example, in US Pat. No. 5,345,457 and US Pat. No. 5,528,612, sum frequency light can be obtained by combining light of different wavelengths using one or plural prisms and using a nonlinear crystal. A laser device is disclosed. In the US Patent No. 5,345,457 laser device, a laser beam of 589 nm, which is a sum frequency light, can be emitted from the light of 1064 nm and the light of 1318 nm by the Nd: YAG rod. Furthermore, in the laser apparatus of US Patent No. 5,528,612, laser beams of a plurality of wavelengths can be emitted individually, and can be emitted as a sum frequency light in combination. Thereby, for example, in the case of emitting laser beams of three different wavelengths, it can be performed with two laser rods and an excitation light source for exciting them, and can be reduced by one each compared to the conventional case. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when combining different wavelengths depending on the prism, especially when using Nd: YAG crystal as a laser rod and combining relatively close wavelengths over the near infrared region such as 1064 nm and 1318 nm, the difference in the incident angle to the prism is very large. Because it is small, a wide space is required. Further, since each wavelength is guided onto the same optical axis using the prism, the loss in the resonator becomes relatively large, and the conversion efficiency from the excitation light to the laser light is lowered. Furthermore, high accuracy is required for the prism itself and its arrangement position.
[0006]
US Pat. No. 5,345,457 also proposes a method of obtaining sum frequency light using a polarizer instead of a prism, but in either case, only 589 nm laser light, which is sum frequency light, can be emitted.
[0007]
On the other hand, US Patent No. 5,528,612 uses a single nonlinear crystal and can cope with various wavelength conversions by changing the temperature. However, it is not easy to adjust the temperature in detail, and there is a limit to the wavelength conversion that can be handled by one nonlinear crystal.
[0008]
In view of the above-described problems, it is an object of the present invention to provide a laser device that can emit a plurality of laser beams with different wavelengths efficiently while suppressing cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.
[0010]
(1) In a laser apparatus capable of selectively emitting a plurality of laser beams having different wavelengths, the first laser beam obtained by exciting the first solid-state laser medium is a first harmonic that is a second harmonic by a nonlinear crystal. A first resonance optical system that obtains a wavelength laser beam, and a second resonance optical that obtains a second wavelength laser beam that is a second harmonic from the second laser beam obtained by exciting the second solid-state laser medium using a nonlinear crystal. And a switching optical unit that selectively switches and arranges a switching optical unit in a shared optical path of the first resonance optical system and the second resonance optical system , the nonlinear optical crystal constituting the first resonance optical system as the switching optical unit and a first switching換光Science unit having a resonance mirror, and a second switching換光Science unit with a non-linear crystal and cavity mirror constituting the second resonance optical system, the first laser beam and the second laser beam by phase matching Characterized by comprising a switching means for chromatic and third switching換光Science unit with a non-linear crystal and a resonant mirror and the three-wavelength laser beam, which is the sum frequency light.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view of an ophthalmic laser photocoagulation apparatus using a slit lamp. 2 and 3 are schematic diagrams of an optical system and a control system of the apparatus. Reference numeral 1 denotes a laser apparatus body. A laser oscillator 10 to be described later, a light guide optical for guiding and irradiating a laser beam to an affected part of a patient's eye. A part of the system, the control unit 20 and the like are accommodated. Reference numeral 2 denotes a control unit of the apparatus, which is provided with a wavelength selection switch 2a for selecting the wavelength of the laser beam and various switches for setting and inputting laser irradiation conditions. Reference numeral 3 denotes a foot switch for transmitting a trigger signal for laser irradiation.
[0020]
Reference numeral 4 denotes a slit lamp, which includes an observation optical system for observing a patient's eye and a part of a light guide optical system. Reference numeral 5 denotes a fiber for guiding laser light from the main body 1 to the slit lamp 4. Reference numeral 6 denotes a frame for moving the slit lamp 4 up and down.
[0021]
A laser oscillator 10 includes Nd: YAG crystals (hereinafter also simply referred to as rods) 11a and 11b, which are solid laser media (laser rods), and semiconductor lasers (hereinafter simply LD (Laser Diode)), which are excitation light sources. 12a, 12b, nonlinear crystals (hereinafter also simply referred to as NLC (Non Linear Crystal)) 13a to 13c, total reflection mirrors (hereinafter also simply referred to as HR (High Reflector)) 14a to 14f, Dichroic mirrors (hereinafter also simply referred to as DM (Dicroic Mirror)) 15a to 15c and mirrors 16a to 16c are provided. As the nonlinear crystal, a KTP crystal, an LBO crystal, a BBO crystal, a CLBO crystal, or the like can be used. In this embodiment, a KTP crystal is used.
[0022]
The NLC 13a and the HR 14b constitute a wavelength conversion unit 30a, the NLC 13b and the HR 14d constitute a wavelength conversion unit 30b, and the NLC 13c, the HR 14e and the HR 14f constitute a wavelength conversion unit 30c. These wavelength conversion units can be switched and moved by the moving device 17. The moving device 17 may be a well-known device such as a device that rotates and switches each housing in which the units 30a, 30b, and 30c are housed, or a device that switches by sliding.
[0023]
The Nd: YAG crystal emits light having a plurality of oscillation lines in the near infrared region by excitation light from the excitation light source (see FIG. 4). Therefore, in the apparatus of the present embodiment, about 1064 (1064.1) nm and about 1319 (1318.8) nm, which have high output among a plurality of oscillation lines and can be converted into different colors, are used, and about 532 nm (green). , Laser beams of three colors of about 589 nm (yellow) and about 659 nm (red) are emitted. In this embodiment, the resonator on the rod 11a side oscillates 1064 nm light, and the resonator on the rod 11b side oscillates 1319 nm light (details will be described later).
[0024]
HR14a is totally reflected for 1064 nm, HR14b is totally reflected for 1064 nm and 532 nm, HR14c is totally reflected for 1319 nm, HR14d is totally reflected for 1319 nm and 659 nm, and HR14e is for 1064 nm and 589 nm. Total reflection and total transmission with respect to 1319 nm, and HR14f have total reflection with respect to 1319 nm and total transmission with respect to 1064 nm and 589 nm. DM15a reflects 1064 nm and transmits 532 nm and 589 nm, DM15b reflects 1319 nm and transmits 659 nm, and DM15c reflects 532 nm and 589 nm and transmits 659 nm.
[0025]
Reference numerals 18a and 18b denote drive circuits for the LDs 12a and 12b, respectively. Reference numeral 19 denotes a drive circuit for the moving device 17 that switches and arranges the units 30a, 30b, and 30c. A control unit 20 controls each unit of the apparatus based on signals from the control unit 2 and the foot switch 3.
[0026]
Next, a method for emitting a plurality of laser beams having different wavelengths will be described based on the above configuration.
[0027]
<Method of emitting laser beam of 532 nm>
The operator sets the color (wavelength) of the laser beam used for the operation to green (532 nm) by using the wavelength selective switch 2a. The controller 20 applies a current only to the LD 12a via the drive circuit 18a, and excites the rod 11a by the LD 12a. It should be noted that AR (Anti Reflective) coating is applied to both end faces of the Nd: YAG crystal, which is the rod 11a, so as to increase the transmittance with respect to 1064 nm. Further, the control unit 20 drives the moving device 17 via the drive circuit 19, and sets the unit 30a constituted by the NLC 13a and the HR 14b. A resonator 25a is configured by the HR 14a, DM 15a, and HR 14b, and an NLC 13a having AR coatings for 1064 nm and 532 nm on both end faces is disposed immediately before the HR 14b (see FIG. 3A). As a result, light of 1064 nm is oscillated in the resonator 25a and further wavelength-converted into light of 532 nm, which is the second harmonic of 1064 nm, inside the resonator 25a. The obtained 532 nm laser beam is transmitted through the DM 15a and guided to the fiber 5 through the mirrors 16a and DM15c. And it irradiates toward the patient's eyes from the irradiation port of the slit lamp 4.
[0028]
<Method for emitting laser light of 659 nm>
The surgeon changes the color (wavelength) of the laser beam used for the operation to red (659 nm) by using the wavelength selective switch 2a. The controller 20 applies a current only to the LD 12b via the drive circuit 18b, and excites the rod 11b by the LD 12b. Note that the AR coating is applied to both end faces of the Nd: YAG crystal, which is the rod 11b, so as to increase the permeability to 1319 nm. Further, the control unit 20 drives the moving device 17 via the drive circuit 19, and sets the unit 30b constituted by the NLC 13b and the HR 14d. A resonator 25b is configured by the HR 14c, DM 15b, and HR 14d, and an NLC 13b having AR coatings for 1319 nm and 659 nm is disposed on both end faces immediately before the HR 14d (see FIG. 3B). As a result, light of 1319 nm is oscillated in the resonator 25b, and further wavelength-converted into light of 659 nm, which is the second harmonic of 1319 nm, inside the resonator 25b. The obtained 659 nm laser beam is transmitted through the DM 15b and guided to the fiber 5 through the mirrors 16b and 16c and the DM 15c. And it irradiates toward the patient's eyes from the irradiation port of the slit lamp 4.
[0029]
<Method for emitting laser beam of 589 nm>
The surgeon changes the color (wavelength) of the laser beam used for the operation to yellow (589 nm) by using the wavelength selective switch 2a. The controller 20 applies current to the LDs 12a and 12b via the drive circuits 18a and 18b, respectively, and excites the rods 11a and 11b. In addition, the control unit 20 drives the moving device 17 via the drive circuit 19, and sets the unit 30c configured by the NLC 13c, the HR 14e, and the HR 14f. The resonator 25c by HR14a, DM15a, and HR14e and the resonator 25d by HR14c, DM15b, and HR14f are respectively configured, and AR coating for 1064 nm, 1319 nm, and 589 nm is provided between the HR14e and HR14f (substantially in the middle). NLC13c to which is applied is arranged (see FIG. 2). As a result, the 1064 nm light oscillated by the resonator 25c and the 1319 nm light oscillated by the resonator 25d are incident on the NLC 13c, phase-matched, and wavelength-converted to 589 nm light which is a sum frequency light, DM15a is transmitted through the reflection of DM14e and the transmission of DM14f. The obtained 589 nm laser light is reflected by the mirrors 16 a and DM 15 c and guided to the fiber 5. And it irradiates toward the patient's eyes from the irradiation port of the slit lamp 4.
[0030]
The following formula 1 is known as a formula for calculating the sum frequency (λ 1 and λ 2 are fundamental wavelengths, and λ 3 is a sum frequency),
[0031]
[Expression 1]
Figure 0003699867
When applied to the wavelength of the present embodiment, the following Expression 2 is obtained.
[0032]
[Expression 2]
Figure 0003699867
In this embodiment, the sum frequency light of two different wavelengths of light is obtained, but difference frequency light can also be obtained. The calculation formula in this case is the following formula 3 (λ 4 indicates the sum frequency).
[0033]
[Equation 3]
Figure 0003699867
In this embodiment, the dichroic mirrors (DM15a to 15c) having the characteristic of distinguishing between transmission and reflection according to the wavelength of light are used, but instead, the transmission and reflection are distinguished according to the polarization direction of light. A polarizing beam splitter having characteristics may be used. In this case, a polarizing plate that changes the polarization direction of light is appropriately disposed in the optical path.
[0034]
In addition, as shown in FIG. 5, instead of the units 30a and 30b, a unit 30d constituted by NLCs 13a and 13b and HRs 14b and 14d is used so that 532 nm laser light and 659 nm laser light can be emitted simultaneously. (Of course, it is also possible to emit separately).
[0035]
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, two rods 11a and 11b may be arranged on one side of the nonlinear crystal so that the two lights are phase-matched. FIG. 6 shows a case where a laser beam of 589 nm is emitted, and the wavelength conversion unit 31c configured by the NLC 13c, the HR 14g, and the DM 15g is switched by the moving device 17. FIG. 7A shows a case where a laser beam of 532 nm is emitted, and the wavelength conversion unit 31a constituted by the NLC 13a, the HR 14b, and the DM 15e is switched by the moving device 17. FIG. 7B shows a case where a laser beam of 659 nm is emitted, and the wavelength conversion unit 31b constituted by the NLC 13b, the HR 14d, and the DM 15f is switched by the moving device 17. The obtained laser beams of 532 nm, 659 nm, and 589 nm are respectively reflected by the mirror 16 d and guided to the fiber 5. And it irradiates toward the patient's eyes from the irradiation port of the slit lamp 4.
[0036]
HR14g has total reflection characteristics with respect to 1064 nm, 1319 nm, and 589 nm. DM15d transmits 1064 nm and reflects 1319 nm, DM15e reflects 1064 nm and transmits 532 nm, DM15f reflects 1319 nm and transmits 659 nm, and DM15g reflects 1064 nm and 1319 nm and transmits 589 nm. Each has its own characteristics.
[0037]
In this embodiment, the Nd: YAG crystal is used as the solid laser medium. However, the present invention is not limited to this, and a known solid laser medium (crystal) can be used. Of course, different types of solid-state laser media (crystals) may be used.
[0038]
Furthermore, the present embodiment is not limited to an ophthalmic laser treatment apparatus, and can be applied to laser apparatuses for various uses such as medical (including plastic surgery) and industrial (measurement, etc.).
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently emit laser beams having a plurality of different wavelengths while suppressing cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of an apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram of an optical system and a control system of the apparatus according to the present embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram of a partial optical system and a partial control system of the apparatus according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing types of oscillation lines of an Nd: YAG rod.
FIG. 5 is a partial modification example of the optical system of the apparatus according to the present embodiment.
FIG. 6 is a modification example of an optical system and a control system of the apparatus according to the present embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram of a partial optical system and a partial control system of an apparatus of a modification example.
[Explanation of symbols]
2 Control unit 4 Slit lamp 10 Laser oscillators 11a, 11b Nd: YAG rods 12a, 12b Semiconductor lasers 13a-13c Non-linear crystals 14a-14g Total reflection mirrors 15a-15g Dichroic mirrors 16a-16d Mirror 17 Moving device 20 Control unit

Claims (1)

複数の異なる波長のレーザビームを選択的に出射可能なレーザ装置において、第1固体レーザ媒質を励起して得られた第1レーザビームを非線型結晶により第2高調波である第1波長レーザビームを得る第1共振光学系と、第2固体レーザ媒質を励起して得られた第2レーザビームを非線型結晶により第2高調波である第2波長レーザビームを得る第2共振光学系と、第1共振光学系及び第2共振光学系の共用光路に切換光学ユニットを選択的に切換え配置する手段であって、該切換光学ユニットとして、第1共振光学系を構成する非線型結晶及び共振ミラーを持つ第1切換光学ユニット、第2共振光学系を構成する非線型結晶及び共振ミラーを持つ第2切換光学ユニット、第1レーザビームと第2レーザビームを位相整合させて和周波光である第3波長レーザビームとする非線型結晶及び共振ミラーを持つ第3切換光学ユニットとを有する切換え手段と、を備えたことを特徴とするレーザ装置。In a laser apparatus capable of selectively emitting a plurality of laser beams having different wavelengths, the first laser beam obtained by exciting the first solid-state laser medium is converted to a first wavelength laser beam that is a second harmonic by a nonlinear crystal. A second resonance optical system for obtaining a second wavelength laser beam that is a second harmonic from a second laser beam obtained by exciting a second solid-state laser medium with a nonlinear crystal; A means for selectively switching and arranging a switching optical unit in a shared optical path of the first resonance optical system and the second resonance optical system , wherein the switching optical unit is a nonlinear crystal and a resonance mirror constituting the first resonance optical system. a first switching換光Science unit having a second switching換光Science unit with a non-linear crystal and cavity mirror constituting the second resonance optical system, the first laser beam and the sum frequency and the second laser beam is phase-matched Non-linear crystal and a laser device comprising a switching means for chromatic and third switching換光Science unit having a resonance mirror, further comprising a to the third wavelength laser beam is.
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