本发明专利技术涉及一种用于利用聚焦的电磁辐射处理物质（M）的装置，其包括：发射电磁辐射（12）的源（10）；将辐射引导到物质（M）上的模块（14、16、18、22、26）；将辐射聚焦到物质（M）上或物质（M）内的模块（28）；在电磁辐射的光束路中产生图案（32）的设备（20）；在聚焦的辐射的焦点（F）以前的光束路中的至少部分反射性的表面（30），其中所述图案（32）通过所述引导辐射的模块和所述聚焦辐射的模块中的至少一些映像到所述至少部分反射性的表面（30）上；至少一个检测器（D1、D2），其上反射有所述表面（30）的图案（32）的图像且其产生与所述图像对应的电信号，其中该图像包含一条与焦点（F）位置相关的信息；计算机（C），接收所述电信号且被编制程序来处理所述图像以根据焦点位置产生电信号（34）；和发散调整元件（18），布置在所述光束路中且被设计成接收计算机（10）的所述电信号（34）以根据信号来改变电磁辐射的发散度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
特别地，考虑中的装置是光学系统，该光学系统将由例如激光器或LED作为辐射源产生的电磁辐射引导到待处理的物质上或物质内，并且形成和聚焦所述电磁辐射。本文中，物质处理可以是例如对物质的在例如半导体或还在金属物质中执行的那种微范围内的图案设置。特别地，本专利技术可以用于眼科光学系统，特别地在屈光性角膜手术(如LASIK)中使用。当通过聚焦的电磁辐射处理物质时，精确地定位焦点(特别地在电磁辐射的方向(通常称为“z方向”))通常具有决定性的重要意义。焦点的位置通常被称为“焦点位置”。该术语不仅涵盖上面介绍的在辐射方向的焦点位置(称为焦点深度)，而且更一般地还涵盖聚焦辐射的位置和方向，即作为示例，辐射相对于系统光轴的偏离或相对于系统光轴的角位置。US2002/0171028描述了一种用于焦点控制的装置，其中使反射光与通过光成像路径的第二光束干涉，并且执行干涉测量和控制。另外，在US6，666，857B2中，通过干涉波前控制来执行焦点控制。通过自适应镜子的组合来完成在光消融期间对人眼的有效波前控制。在US2004/0021851中，由激光器和之后的波束成形光学器件组成的光学阵列用于测量未知透镜的焦距。焦距的测量是通过从不同距离处在基准表面上聚焦来执行的。检测辐射的反向反射部分。然后，利用各个距离估算光斑直径。焦距通过“牛顿”关系式ZV =f2确定。未详细描述的衍射光栅用于对辐射的反向反射部分进行外耦合。另外，使用琼斯矩阵表达式来计算焦距。该方法具有1%的精度。W02007/096136A1描述了一种装置、一种相机和一种计算机，该装置用于检测具有位于待测量的焦点上的部分反射表面的光学系统的焦点位置，该照相机用于拍摄由所述表面反射的图像，该计算机用于估算由照相机拍摄的图像。在聚焦成像系统之前的光学系统的光路中布置光学元件，所述光学元件根据焦点的位置影响所述图像。焦点位置通过聚焦光学器件的元件来控制。
技术实现思路
下面，将特别地关于所谓的fs-LASIK (飞秒lasik)对本专利技术进行说明和解释，本专利技术与其它种类的物质处理相关的应用(在此情况下需要焦点位置的精确控制)类似地产生。本专利技术目标是允许在利用聚焦的电磁辐射处理物质时以简单可靠的方式控制(特别地闭环控制)焦点位置。在一个实施例中，本专利技术提供一种用于利用聚焦的电磁辐射处理物质的装置，包括:-发射电磁辐射的源，-用于引导的模块，将辐射引导到所述物质上，-用于产生图案的模块，在电磁辐射的光路中产生图案，-至少部分反射性的表面，位于聚焦的辐射的焦点以前的光路中，所述图案通过所述用于引导的模块和所述聚焦的模块中的至少一部分映像到所述至少部分反射性的表面上，-至少一个检测器，所述图案的图像被所述表面反射到所述至少一个检测器上并且所述至少一个检测器产生与所述图像相对应的电信号，其中所述图像包含与所述焦点的位置相关的信息，-计算机，接收所述电信号并且被编制程序来处理所述图像，以便根据焦点位置来产生电信号，以及-发散调整元件，被布置在所述光路中并且适合于接收所述计算机的所述电信号，以便根据所述信号来改变电磁辐射的发散度。利用这样的装置，有可能通过发散调整元件控制或以闭环方式控制焦点位置，其中计算机在图像处理期间获得与焦点位置相关的信息，以便如果实际的焦点位置未对应于所期望的正常焦点位置则产生信号，发散调整元件根据此信号将改变光束发散度，使得实际的焦点位置会与正常焦点位置相对应。光束发散度的变化具有的作用是焦点位置会在不需要触动聚焦模块(即狭义的语义上聚焦光学器件)的情况下发生改变。如果光束发散度增大，则焦点向光束方向迁移，如果发散度减小，贝1J焦点会向与光束方向相反的方向迁移。根据本专利技术的优选实施例，所述部分反射性的表面被布置在装置中的位置上，在此位置上电磁辐射也朝待处理的物质的方向离开该装置。本专利技术的另一优先实施例是这样设想的，使得待处理的物质是眼组织，优选是角膜。当以此方式应用本专利技术时，该装置用于产生例如所谓的“瓣(flap)”，特别地通过飞秒激光器产生瓣。当在fs-LASIK手术中切割角膜来产生瓣时，通过控制焦点位置以特别精确的方式且尽可能平面地执行切割，即切割应该忠实于焦点深度。这里通常通过所谓的压平表面将玻璃板压靠在角膜上，以便固定眼睛以及获得在角膜的基质中用于切割瓣的基准面。然后，聚焦的激光脉冲通常在相对于压平表面大约100 μ m的深度处在角膜中切割平面切口。在切口边缘处，切割深度降低，使得除“瓣蒂(hinge)”外，瓣的边缘可以脱离，使得瓣可以从侧面翻开。上面描述的本专利技术允许准确地持久地调整切口深度，从而克服了现有技术中偶尔出现的问题，该问题可能来自于由在考虑的手术期间产生的焦点位置变化所引起的切口深度的不期望变化。通过本专利技术，切口深度的变化可以下降到几个微米(μπι)。在目前用于fs-LASIK的典型系统中，通常在治疗以前通过在测试样品上执行切割来调整相对于所谓的压平表面(即表面，通过该表面，上面提到的玻璃板将角膜按压到限定的平面内的表面)的切口深度。本专利技术基于以下发现:尽管这种使用测试样品确定切口深度，但是仍可能发生不期望的预设切口深度的变化。不期望的切口深度的变化可能在使用各种测试样品确定切口深度之间的时间段内以及在手术本身期间(即在执行切割过程中)发生，这样不期望的变化特别地是由下列原因引起的:-激光束的发散度的变化，特别地由激光器组件或其它光学组件的热变化引起的以及还由激光束方向的漂移的变化引起，-用于聚焦的光学组件的变化，再次特别地由热变化引起，以及-玻璃板表面的制造误差，玻璃板被压靠在眼睛上以便限定压平表面。—旦利用例如上面提到的测试样品预设切口深度，影响焦点位置的组件的后续变化就不再被察觉，特别地在现有技术中不再是正确的。本专利技术克服了此缺点并且选择性地允许:-特别地由热效应引起的激光束发散度的变化的识别；-特别地由热效应引起的聚焦光学器件的聚焦特征变化的识别；-激光束形状变化的识别；-光束方向变化的识别；-上面提到的压平表面的制造误差和测量误差的识别；以及-直到就在物质处理位置(即特别地fs-LASIK手术中的切口)以前的点的光路检查；以及此外-在激光器或在光路中的系统故障识别，特别地在手术期间的在激光器或在光路中的系统故障识别。本专利技术的更多优选实施例描述在从属权利要求中。附图说明接下来，将结合附图更详细地描述本专利技术的实施例，其中:图1示意性示出了用于利用聚焦的电磁辐射处理物质的装置；图2示出了电磁辐射的光路中的遮罩的实施例；以及图3示意性示出了光束发散度的变化对图案的影响。具体实施例方式图1中示出的用于利用聚焦的电磁辐射处理物质的装置，涉及在飞秒的准分子激光原位角膜磨镶(Iasik)手术中对所谓的瓣的切割，即这里在表示物质M的眼睛的角膜中产生切割。对这类使用而言公知的那类飞秒激光器担当辐射源10。由飞秒激光器发射的辐射12经过两个偏转镜14被提供至扩束器16，扩束器16扩展光束直径。经扩展的激光束被引导至发散调整元件18 (即能够增大或减小激光束的发散度的单元)中。能够作为发散调整元件使用的组件特别地是具有可调整透镜的望远镜以及具有可变形的镜子或可变形的透镜的系统。接下来，激光束通过图案生成器20，例如在下文中更详本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩特·瓦姆，彼得·里德尔，克劳迪娅·格舍博特，弗兰齐斯卡·韦提恩尼克，
申请(专利权)人：威孚莱有限公司，
类型：
国别省市：
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