CN113438934A - 校准激光束的焦点的位置 - Google Patents

校准激光束的焦点的位置 Download PDF

Info

Publication number
CN113438934A
CN113438934A CN202080014866.1A CN202080014866A CN113438934A CN 113438934 A CN113438934 A CN 113438934A CN 202080014866 A CN202080014866 A CN 202080014866A CN 113438934 A CN113438934 A CN 113438934A
Authority
CN
China
Prior art keywords
peak intensity
laser beam
focal point
focusing optics
computer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080014866.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113438934B (zh
Inventor
E·谷斯
C·格舍博特
M·佛塞尔
O·柯特泰耳曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcon Inc
Original Assignee
Alcon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcon Inc filed Critical Alcon Inc
Publication of CN113438934A publication Critical patent/CN113438934A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113438934B publication Critical patent/CN113438934B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10053—Phase control
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F2009/00855—Calibration of the laser system
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

在某些实施例中，一种用于校准激光束的焦点的***包括激光器、聚焦光学器件、检测器光学器件、双光子吸收(TPA)检测器和计算机。所述激光器生成所述激光束。所述聚焦光学器件将所述激光束的焦点沿z轴朝向对应于零平面的零表面引导，并且接收通过所述零表面反射的所述激光束的一部分。所述检测器光学器件接收来自所述聚焦光学器件的反射部分，并且将所述反射部分朝向TPA检测器引导。所述TPA检测器感测所述反射部分的峰值强度，所述峰值强度指示所述焦点与所述零表面的接近度，并且生成代表所述反射部分的峰值强度的信号。所述计算机确定所述激光束的焦点是否响应于表示所述峰值强度的信号来校准。

Description

校准激光束的焦点的位置
技术领域
本披露大体上涉及激光装置，例如，如在手术装置中使用的激光装置，更具体地涉及校准激光束的焦点的位置。
背景技术
在眼科激光手术中，制造精密切口是重要的。例如，典型地激光辅助原位角膜磨镶术(LASIK)瓣在足够靠近鲍曼氏层处创建以避免由于将瓣拉回而引起的创伤、但离鲍曼氏层足够远以免破坏该层，因此将瓣切至大致80微米(μm)到500μm、比如大致120μm的深度。作为另一个示例，在小切口微透镜取出(SMILE)手术中取出的微透镜(lenticule)使角膜具有曲率，这旨在提供屈光矫正，因此必须精确地切割微透镜。因此，为了获得恒定的高品质结果，激光束的焦点位置应该被校准到几微米的精度之内。
发明内容
在某些实施例中，一种用于校准激光束的焦点的位置的***包括激光器、聚焦光学器件、检测器光学器件、双光子吸收(TPA)检测器和计算机。所述激光器生成所述激光束。所述聚焦光学器件将所述激光束沿z轴朝向对应于零平面的零表面引导，并且接收通过所述零表面反射的所述激光束的一部分。所述检测器光学器件接收来自所述聚焦光学器件的反射部分，并且将所述反射部分朝向TPA检测器引导。所述TPA检测器感测所述反射部分的峰值强度，所述峰值强度指示所述焦点的位置与所述零表面的接近度，并且生成表示所述反射部分的峰值强度的信号。所述计算机确定所述激光束的焦点的位置是否响应于表示所述峰值强度的信号来校准。
在某些实施例中，一种用于校准激光束的焦点的位置的方法包括生成所述激光束。所述激光束通过光学器件沿z轴朝向对应于零平面的零表面引导，所述零平面反射所述激光束的至少一部分。所述反射部分在所述聚焦光学器件处被接收，然后被来自所述聚焦光学器件的检测器光学器件接收。所述反射部分被朝向双光子吸收(TPA)检测器引导。所述反射部分的峰值强度通过所述TPA检测器被感测。所述峰值强度指示所述焦点与所述零表面的接近度。生成表示所述反射部分的峰值强度的信号。所述激光束的焦点的位置是否被校准是通过计算机响应于表示所述峰值强度的信号来确定的。
所述***和方法的实施例可以包括以下任何特征中的一个、两个或更多个：
■所述计算机确定所述峰值强度是否是最大峰值强度。如果所述峰值强度是所述最大峰值强度，则所述计算机确定所述焦点基本上在所述零表面处。
■所述计算机确定所述峰值强度是否是最大峰值强度。如果所述峰值强度不是所述最大峰值强度，则所述计算机调整所述聚焦光学器件以将所述焦点引导到z轴的不同点。
■所述计算机重复以下步骤，直到所述峰值强度是最大峰值强度：确定所述峰值强度是否是最大峰值强度；以及如果所述峰值强度不是所述最大峰值强度，则调整所述聚焦光学器件以将所述焦点引导到z轴的不同点。
■所述计算机：调整所述聚焦光学器件以沿多个较大区间引导所述焦点从而定位所述零表面的一般区域；以及调整所述聚焦光学器件以沿所述一般区域的多个较小区间引导所述焦点从而确定所述零表面的位置。
■所述计算机从所述信号中生成表示所述反射部分的峰值强度的曲线图。
■所述聚焦光学器件包括扩束器、扫描仪和物镜。
■所述检测器光学器件包括偏振器和四分之一波片。所述偏振器将具有第一线偏振的所述激光束透射到所述四分之一波片。所述四分之一波片将所述激光束从所述第一线偏振转换为圆偏振，并且将所述反射部分从所述圆偏振转换为第二线偏振。所述偏振器将具有所述第二线偏振的所述反射部分朝向所述TPA检测器偏转。
■所述检测器光学器件包括偏振器以及包括半波片和法拉第旋转器的组合部。所述偏振器将具有第一线偏振的所述激光束透射到所述组合部。所述组合部：将所述激光束的线偏振旋转0度并且将所述反射部分的线偏振旋转90度到第二线偏振；或将所述激光束的线偏振旋转90度并且将所述反射部分的线偏振旋转0度到第二线偏振。所述偏振器将具有所述第二线偏振的所述反射部分朝向所述TPA检测器偏转。
附图说明
参考附图通过举例方式更详细地描述本披露的实施例，在附图中：
图1展示了可以校准激光束的焦点的位置的激光***的实施例；
图2展示了可以通过图1的***执行以校准激光束的焦点的方法的示例；
图3是展示了可以通过图1的***执行的调整模式的示例的曲线图；以及
图4A和图4B是展示了可以通过图1的***执行的针对不同长度的患者IF校准激光束的示例的曲线图。
具体实施方式
现在参考说明书和附图，详细地示出了所披露的设备、***和方法的示例性实施例。本领域普通技术人员将清楚，所披露的实施例是示例性的而非是所有可能的实施例的穷举。
图1展示了激光***10的实施例，该激光***可以校准被引导到目标12(比如眼睛或测试材料)的激光束的焦点的位置。在某些实施例中，激光器生成激光束。聚焦光学器件将激光束引导到零表面，该零表面通常位于稳定眼睛的患者IF的末端。零表面反射该激光束的至少一部分。检测器光学器件将反射部分引导到双光子吸收(TPA)检测器，该检测器对反射部分的峰值强度敏感。一般来说，当焦点在零表面处时，在检测器处反射部分的直径最小，并且峰值强度最大。由TPA检测器检测到的峰值强度指示激光束的焦点与零表面的接近度。
在所示实施例中，激光***10包括如图所示联接的以下项目：激光器20、检测器光学器件22(包括偏振器24、透镜28和波片34)、双光子吸收(TPA)检测器30、聚焦光学器件40(包括扩束器42、扫描仪44和物镜48)、患者接口14和计算机52。激光器***10可以用于对眼睛的一部分(例如，人或动物的眼睛的角膜)或仿照该部分的测试材料(例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))执行眼科手术。
为了辅助描述这些实施例，描述了激光器***的xyz坐标系。当光束接近目标12时，激光束的方向定义了z轴。如果目标12是眼睛，则z轴典型地平行于眼睛的光轴。z轴又定义了xy平面，因为z轴垂直于xy平面。“Z位置”是指z轴的点；“xy位置”是指xy平面的点。“零平面”是指(x，y，z)＝(x，y，0)定义的平面。
可以以任何适合的方式来选择x轴和y轴在xy平面上的布置。例如，如果目标12是患者的眼睛，则x轴或y轴可以平行于患者的竖直轴线。可以以任何合适的方式选择x轴和y轴的原点。例如，如果目标12是眼睛，则眼睛的中心部分(例如，瞳孔中心、顶点(apex)、顶(vertex)或光轴)可以定义x＝0，y＝0。可以以任何合适的方式来选择z轴的原点，z＝0(定义了零平面)。例如，接口14的目标侧表面(即，设计为与眼睛接触的表面)可以被选择为z＝0。在校准期间，目标侧表面实际上可以或不可以与眼睛接触。
为了辅助描述这些实施例，描述了光学装置。光学装置是控制(例如，反射、折射、滤波、透射(或透过)、和/或偏振)光的装置。该装置可以由根据设计来控制光的任何适合的材料制成，例如玻璃、晶体、金属或半导体。光学装置的示例包括透镜、镜子、棱镜、光学滤波器、波导、波片、扩展器、准直器、分光器、光栅、以及偏振器。
***10的示例性部件可以如下。激光器20是通过由激发的原子或分子来受激发射光子而产生强相干单色光的致密光束的装置。激光束可以具有任何适合的波长，例如红外(IR)或紫外(UV)范围内的波长。激光束的脉冲可以具有在任何适合范围内的脉冲持续时间，例如纳秒、皮秒、飞秒或阿托秒范围。激光束的焦点是束的焦点。
检测器光学器件22将激光束引导到聚焦光学器件40，并且将反射部分引导到TPA检测器30。在所示实施例中，检测器光学器件22包括偏振器24、透镜28和波片34。偏振器24是一种光学滤波器，其透射特定的偏振方向的光，同时反射其他旋转偏振方向的光。偏振器24可以将未定义或混合偏振的光转换为具有单一线偏振状态的光。在图示的实施例中，偏振器24将从激光器20(具有第一偏振)接收的激光束透射朝向波片34，并且将从波片34(具有第二偏振)接收的激光束反射朝向透镜28和检测器30。在某些实施例中，第一偏振为线偏振，而第二偏振为旋转90度的线偏振。透镜28将来自偏振器24的束聚焦到位于透镜28的焦平面处的TPA检测器。透镜28可以是被设计成限制色差和球面像差影响的消色差透镜。
波片34是改变穿过其的光的偏振状态的光学装置。波片34可以是任何合适的波片，例如是四分之一波片，其将线偏振光转换为圆偏振光，反之亦然，或者是半波片(将线偏振光旋转45度)和45度法拉第旋转器(当与偏振器24组合使用时也称为光学二极管)的组合部。在一个实施例中，波片34是四分之一波片，其接收来自偏振器24的具有第一线偏振的激光束，将激光束从第一线偏振转换为圆偏振，并且将激光束引导到聚焦光学器件40。波片34还接收来自聚焦光学器件40的激光束的反射部分，并且将反射部分从圆偏振转换为相对于第一线偏振旋转的第二线偏振。在所示的实施例中，波片34将光束的原始线偏振改变90度。
在另一个实施例中，波片34是半波片和法拉第旋转器的组合部。波片34接收来自偏振器24的具有第一线偏振的激光束。在这个方向上，半波片和法拉第旋转器补偿彼此的旋转效应，从而引起激光束旋转0度。波片34然后将激光束引导到聚焦光学器件40。波片34还接收从聚焦光学器件40反射的激光束的反射部分。在这个方向上，半波片和法拉第旋转器增加了它们的旋转效应，从而引起激光束旋转90度，这是相对于第一线偏振旋转的第二线偏振。总之，光束穿过波片34，使束旋转0度，并且通过波片34反射回来，将束旋转90度，从而引起束从原始线偏振改变90度。在其他实施例中，波片34可以被重新配置为使得光束穿过波片34，这将束旋转90度，并且通过波片34反射回来，这将束旋转0度。
聚焦光学器件40将激光束引导并聚焦朝向目标12。在某些实施例中，聚焦光学器件40将激光束的焦点沿z轴引导朝向零表面50，并且接收零表面50反射的该束的至少一部分。在所示实施例中，聚焦光学器件40包括扩束器42、扫描仪44和物镜48。扩束器42包括扩大激光束直径以控制激光束的焦点的一个或多个光学装置。一个光学装置，比如透镜42a或镜子，可以控制激光束的焦点的z位置，而另一个光学装置，比如透镜42b(与透镜42a组合)，可以扩大激光束的直径。理论上，扩束器42被设计成一致地控制激光束的焦点。然而，在实践中，光学器件可能会随时间变化，使得焦点的z位置发生变化。因此，在某些情况下，激光束的焦点的z位置的校准可能是重要的。
扫描仪44包括控制激光束方向以控制焦点的xy位置的一个或多个光学装置。为了横向地偏转激光束，扫描仪44可以具有关于相互垂直的轴线倾斜的一对电流计致动扫描仪镜子。在所示实施例中，扫描仪44接收来自扩束器42的激光束，并且操纵激光束以控制焦点的xy位置。物镜48接收来自扫描仪44的激光束并且将光束引导到目标12。
患者接口(IF)14在手术期间稳定目标12相对于激光***10的位置，并且典型地由比如塑料或金属等刚性材料制成。如果目标12是眼睛，则眼睛与某些类型的患者IF 14之间的接触可以使眼睛的表面成形(例如，变平或以其他方式变形)。患者IF 14的“目标侧”表面是设计为面向(甚至可能接触)目标12的IF 14的表面。患者IF14典型地是一次性使用的产品，其中一只患者眼睛使用一个IF 14，然后丢弃。理论上，患者IF 14被设计成在z方向上具有一致的长度。然而，在实践中，不同的IF可能具有不同的长度。因此，在某些情况下，焦点相对于特定患者IF 14的z位置的校准是重要的。
在某些实施例中，患者IF 14的目标侧表面定义z＝0，或零平面。在校准期间反射激光束的零表面50可以位于零平面。零表面50的示例包括患者IF 14的目标侧表面、目标侧表面的另一侧、放置得靠近或接触患者IF 14的目标侧位置的另一个表面(例如镜面的或其他高反射表面)。请注意，虽然图1展示了目标12和零表面50，但实际上，当进行校准时典型地不存在目标12。
双光子吸收(TPA)检测器30测量激光束的强度。在某些检测器中，激光束会引起激发电子的双光子吸收，这生成了响应入射辐射峰值强度的信号。在所示的实施例中，TPA检测器30感测反射部分的强度，并且生成指示反射与聚焦部分的峰值强度的信号。
该信号指示激光束的焦点与零表面50的接近度。焦点离零表面50越远，TPA检测器感测表面上反射部分的直径越大，并且在检测器特定部分处的束的峰值强度越低。焦点越靠近零表面50，反射部分的直径越小，并且在检测器的特定部分处的束的峰值强度越高。因此，当焦点在零表面50处时，检测器处的直径最小，并且峰值强度最大。
计算机46确定激光束的焦点是否响应于TPA检测器30的强度测量值来校准。在某些实施例中，计算机46确定峰值强度是否是最大峰值强度。最大峰值强度可以是在焦点的不同位置处测量的峰值强度的最大值。在一些情况下，最大峰值强度可以在校准会话之前测量或计算，因此计算机46可以确定在校准会话期间测量的峰值强度是否最大。如果峰值强度是最大峰值强度，则计算机46确定焦点在零表面50处。如果峰值强度不是最大峰值强度，则计算机46可以调整聚焦光学器件40以将焦点引导到z轴的不同点。参照图2更详细地描述调整聚焦光学器件40。在某些实施例中，计算机46从TPA检测器信号生成表示反射部分的峰值强度的曲线图。参考图3、图4A和图4B更详细地描述了曲线图的示例。
图2展示了可以通过图1的***10执行以校准激光束的焦点的方法的示例。该方法在步骤100处开始，其中激光器20生成激光束。在步骤110，聚焦光学器件40将激光束引导到零表面50，零表面反射激光束的至少一部分。束的其余部分可以行进到目标12。在步骤112，检测器光学器件22将反射部分引导到TPA检测器30。在步骤114，TPA检测器30检测反射部分的强度。
计算机46通过在步骤116确定信号是否最大来确定峰值强度是否是最大峰值强度。如果在步骤120信号不是最大，则计算机46可以在步骤122调整聚焦光学器件40以将焦点引导到z轴的不同点。例如，计算机46可以指导聚焦光学器件40改变透镜42a的位置或折射特性以调整焦点的位置。调整可以遵循一个或多个处方模式以将焦点朝向零表面50移动。参考图3描述了示例。
图3是展示了调整模式的示例的曲线图300。曲线图300的纵轴表示TPA信号(以例如伏特V或安培A为单位测量)，其指示峰值强度，而横轴表示焦点的位置(以例如微米μm或激光***10指示的其他单位测量)。在该示例中，计算机46指导聚焦光学器件40首先以通过位置304(304a-c)定义的较大区间302调整焦点的位置以定位零表面50的一般区域。该一般区域可以是例如大于和小于位置304的较大区间302，在位置304处测量到最高信号。较大区间302可以具有任何合适的大小。在某些情况下，可以根据患者IF 14的制造公差来选择大小，例如，大小可以是制造公差的0.5至1.5、1.5至2.5或2.5至3.5倍。例如，如果制造公差<25μm，则大小可以被选择为50μm。根据曲线图300，TPA信号在位置304b处最高，因此零表面50的一般区域可以是大于304b的区间302b和小于304b的区间302a。
计算机46然后指导聚焦光学器件40在一般区域内以通过位置308定义的较小区间306调整位置以缩小指示零表面50的位置的最大信号的位置。较小区间306可以具有任何合适的大小。在某些情况下，该大小可以根据较大区间302的大小来选择，例如，较小区间306的大小可以是较大区间302的大小的0.001到0.01或0.01到0.1。例如，如果较大区间302的大小是50μm，则较小区间306的大小可以被选择为1μm。根据曲线图300，位置308a处的信号在信号的上升部分与下降部分之间，即最大信号被估计在位置308a附近，因此零表面50可以基本上在位置308a处。“基本上在”可以被描述为在位置308a周围的较小区间306内。在某些实施例中，可以执行插值以进一步细化零表面50的位置。
返回参考图2，作为可以在步骤122执行的调整模式的另一个示例，计算机46可以指导聚焦光学器件40改变透镜42a的位置或折射特性以在一个方向上移动焦点。如果在该方向上的移动增加了信号，指示焦点正在靠近零表面50移动，则可以在该方向上继续移动，直到达到最大信号。如果在该方向上的移动减小了信号，指示焦点正在远离零表面50移动，则焦点的移动可以改变到相反的方向。
如果信号在步骤120最大，则计算机46在步骤126处确定该焦点基本上在零表面50处并且在步骤128报告结果。在某些实施例中，可以执行插值以进一步细化零表面50的位置。然后，该方法结束。
图4A和图4B是展示了针对不同长度的患者IF 14校准激光束的示例的曲线图320和330。图1的***10的计算机52可以生成曲线图320和330。除非另有说明，否则测量单位可以如先前曲线图中所述。
图4A是展示了不同长度的患者IF 14的TPA信号模式的示例的曲线图320。曲线图300的纵轴表示TPA信号，其指示峰值强度，而横轴表示焦点的位置。峰322a-d表示针对不同长度的患者IF 14的最大信号的位置。峰值322a-d出现在不同的焦点位置处，因为它们针对不同长度的患者IF 14应该如此。
图4B是展示了不同长度的患者IF 14的最大信号的焦点位置的曲线图330。曲线图300的纵轴表示最大峰值强度的焦点位置，而横轴表示患者IF 14的长度(以例如μm为单位测量)。曲线图300示出了：焦点位置与患者IF 14的长度是线相关的。
在此披露的***和设备的部件(例如，计算机)可以包括接口、逻辑和/或存储器，其中的任何一种都可以包括硬件和/或软件。接口可以接收给部件的输入、提供来自部件的输出、和/或处理所述输入和/或输出。逻辑可以执行部件的操作，例如，执行指令以从输入生成输出。逻辑可以是处理器，比如一个或多个计算机或一个或多个微处理器(例如，位于计算机中的芯片，比如现场可编程门阵列(FPGA))。逻辑可以是编码在存储器中的计算机可执行指令，这些指令可以通过计算机执行，比如计算机程序或软件。存储器可以存储信息，并且可以包括一个或多个有形的、非瞬态的、计算机可读的、计算机可执行的存储介质。存储器的实例包括计算机存储器(例如，随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM))、大容量存储介质(例如，硬盘)、可移动存储介质(例如，光盘(CD)或数字视频光盘(DVD))和网络存储装置(例如，服务器或数据库)。
虽然已经根据某些实施例描述了本披露，但是实施例的修改(比如替换、添加、更改或省略)将是本领域技术人员清楚的。相应地，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对实施例作出修改。例如，可以对在此披露的***和设备作出修改。***和设备的部件可以是集成的或分离的，并且***和设备的操作可以通过更多、更少或其他的部件来执行。作为另一个实例，可以对在此披露的方法作出修改。该方法可以包括更多、更少或其他的步骤，并且这些步骤可以以任何合适的顺序执行。

Claims (15)

1.一种用于校准激光束的焦点的***，所述***包括：
激光器，被配置为生成所述激光束；
多个聚焦光学器件，被配置为：
将所述激光束的焦点沿z轴朝向零表面引导，所述零表面对应于零平面；以及
接收通过所述零表面反射的所述激光束的至少一部分；
一个或多个检测器光学器件，被配置为：
接收来自所述聚焦光学器件的反射部分；以及
将所述反射部分朝向双光子吸收TPA检测器引导；
所述TPA检测器，被配置为：
感测所述反射部分的峰值强度，所述峰值强度指示所述焦点与所述零表面的接近度；以及
生成代表所述反射部分的峰值强度的信号；以及
计算机，被配置为确定所述激光束的焦点是否响应于表示所述峰值强度的信号来校准。
2.如权利要求1所述的***，所述计算机被配置为：
确定所述峰值强度是否是最大峰值强度；以及
如果所述峰值强度是所述最大峰值强度，则确定所述焦点基本上在所述零表面处。
3.如权利要求1所述的***，所述计算机被配置为：
确定所述峰值强度是否是最大峰值强度；以及
如果所述峰值强度不是所述最大峰值强度，则调整所述聚焦光学器件以将所述焦点引导到所述z轴的不同点。
4.如权利要求1所述的***，所述计算机被配置为重复以下步骤，直到所述峰值强度是最大峰值强度：
确定所述峰值强度是否是最大峰值强度；以及
如果所述峰值强度不是所述最大峰值强度，则调整所述聚焦光学器件以将所述焦点引导到所述z轴的不同点。
5.如权利要求1所述的***，所述计算机被配置为：
调整所述聚焦光学器件以沿多个较大区间引导所述焦点从而定位所述零表面的一般区域；以及
调整所述聚焦光学器件以沿所述一般区域的多个较小区间引导所述焦点从而确定所述零表面的位置。
6.如权利要求1所述的***，所述计算机被配置为：
从信号中生成表示所述反射部分的峰值强度的曲线图。
7.如权利要求1所述的***，所述聚焦光学器件包括扩束器、扫描仪和物镜。
8.如权利要求1所述的***，其中，所述检测器光学器件包括偏振器和四分之一波片：
所述偏振器被配置为将具有第一线偏振的所述激光束透射到所述四分之一波片；
所述四分之一波片被配置为：
将所述激光束从所述第一线偏振转换为圆偏振；以及
将所述反射部分从所述圆偏振转换为第二线偏振；
所述偏振器进一步被配置为将具有所述第二线偏振的所述反射部分朝向所述TPA检测器偏转。
9.如权利要求1所述的***，其中，所述检测器光学器件包括偏振器以及包括半波片和法拉第旋转器的组合部：
所述偏振器被配置为将具有第一线偏振的所述激光束透射到所述组合部；
所述组合部被配置为：
将所述激光束的线偏振旋转0度并且将所述反射部分的第一线偏振旋转90度到第二线偏振；或
将所述激光束的线偏振旋转90度并且将所述反射部分的第一线偏振旋转0度到第二线偏振；以及
所述偏振器进一步被配置为将具有所述第二线偏振的所述反射部分朝向所述TPA检测器偏转。
10.一种用于校准激光束的焦点的方法，所述方法包括：
生成激光束；
通过多个聚焦光学器件将所述激光束的焦点沿z轴朝向零表面引导，所述零表面对应于零平面；
接收通过所述零表面反射的所述激光束的至少一部分；
通过一个或多个检测器光学器件接收来自所述聚焦光学器件的反射部分；
将所述反射部分朝向双光子吸收TPA检测器引导；
通过所述TPA检测器感测所述反射部分的峰值强度，所述峰值强度指示所述焦点与所述零表面的接近度；
生成表示所述反射部分的峰值强度的信号；以及
通过计算机确定所述激光束的焦点是否响应于表示所述峰值强度的信号来校准。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
通过所述计算机确定所述峰值强度是否是最大峰值强度；以及
如果所述峰值强度是所述最大峰值强度，则确定所述焦点基本上在所述零表面处。
12.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
通过所述计算机确定所述峰值强度是否是最大峰值强度；以及
如果所述峰值强度不是所述最大峰值强度，则调整所述聚焦光学器件以将所述焦点引导到所述z轴的不同点。
13.如权利要求10所述的方法，进一步包括：通过所述计算机重复以下步骤4，直到所述峰值强度是最大峰值强度：
确定所述峰值强度是否是最大峰值强度；以及
如果所述峰值强度不是所述最大峰值强度，则调整所述聚焦光学器件以将所述焦点引导到所述z轴的不同点。
14.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
通过所述计算机调整所述聚焦光学器件以沿多个较大区间引导所述焦点从而定位所述零表面的一般区域；以及
调整所述聚焦光学器件以沿所述一般区域的多个较小区间引导所述焦点从而确定所述零表面的位置。
15.如权利要求10所述的方法，所述计算机被配置为：
通过所述计算机从所述信号中生成表示所述反射部分的峰值强度的曲线图。
CN202080014866.1A 2019-02-19 2020-02-07 校准激光束的焦点的位置 Active CN113438934B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962807593P 2019-02-19 2019-02-19
US62/807,593 2019-02-19
PCT/IB2020/050989 WO2020170064A1 (en) 2019-02-19 2020-02-07 Calibrating the position of the focal point of a laser beam

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113438934A true CN113438934A (zh) 2021-09-24
CN113438934B CN113438934B (zh) 2023-10-03

Family

ID=69770957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080014866.1A Active CN113438934B (zh) 2019-02-19 2020-02-07 校准激光束的焦点的位置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20200266601A1 (zh)
EP (1) EP3927299B1 (zh)
JP (1) JP7455848B2 (zh)
CN (1) CN113438934B (zh)
AU (1) AU2020225508A1 (zh)
CA (1) CA3125520A1 (zh)
ES (1) ES2942902T3 (zh)
WO (1) WO2020170064A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2020400356A1 (en) 2019-12-13 2022-05-19 Alcon Inc. System and method of determining incision depths in eyes
JP2023505148A (ja) 2019-12-13 2023-02-08 アルコン インコーポレイティド 光学部品に伴う問題を判定するシステム及び方法
CN112345210A (zh) * 2020-10-30 2021-02-09 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 激光器焦距的检测方法
DE102021109323B4 (de) 2021-04-14 2023-06-22 Schwind Eye-Tech-Solutions Gmbh Verfahren zum Kalibrieren einer Kameraeinrichtung und einer Laserscannereinrichtung eines ophthalmologischen Lasers

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1067573A (zh) * 1991-02-19 1993-01-06 凤凰激光***有限公司 检测、校正及测量目标组织的***和方法
US20070123845A1 (en) * 2005-11-29 2007-05-31 Holger Lubatschowski Method and device for processing a workpiece
CN101616647A (zh) * 2006-11-10 2009-12-30 拉斯·M·拉森 用于无创或微创光处理眼睛的方法和装置
CN101981437A (zh) * 2008-04-02 2011-02-23 佳能株式会社 扫描成像装置
CN102597841A (zh) * 2009-10-29 2012-07-18 应用精密公司 用于光学仪器的连续、异步自动聚焦的***和方法
CN102761704A (zh) * 2011-04-21 2012-10-31 佳能株式会社 摄像设备及其控制方法
US20140104576A1 (en) * 2011-06-23 2014-04-17 Amo Deveplopment, Llc Ophthalmic range finding
CA2904894A1 (en) * 2013-03-13 2014-10-02 Optimedica Corporation Free floating support for laser eye surgery system
US20180256391A1 (en) * 2017-03-13 2018-09-13 Wavelight Gmbh Laser device for material processing

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5841125A (en) * 1997-06-06 1998-11-24 Trw Inc. High energy laser focal sensor (HELFS)
US6678042B2 (en) * 2002-05-01 2004-01-13 Beam Engineering For Advanced Measurements Co. Laser beam multimeter
JP4674333B2 (ja) 2005-01-18 2011-04-20 独立行政法人情報通信研究機構 レーザー加工装置、この装置を用いて製造した光デバイス
WO2010007655A1 (ja) 2008-07-14 2010-01-21 パイオニア株式会社 フォーカス制御装置、フォーカス制御方法、光ピックアップ装置、ドライブ装置及び光記録媒体
JP5692969B2 (ja) * 2008-09-01 2015-04-01 浜松ホトニクス株式会社 収差補正方法、この収差補正方法を用いたレーザ加工方法、この収差補正方法を用いたレーザ照射方法、収差補正装置、及び、収差補正プログラム
US20110317153A1 (en) 2010-06-24 2011-12-29 Apple Inc. Laser peak energy point calibration method and apparatus
EP3650162B1 (en) * 2010-09-21 2021-10-27 Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences Laser micro/nano fabricating system and method of processing a metal ion solution
US8439902B2 (en) * 2010-09-30 2013-05-14 Wavelight Gmbh Apparatus and method for processing material with focused electromagnetic radiation
CA2943632A1 (en) * 2014-03-24 2015-10-01 Optimedica Corporation Automated calibration of laser system and tomography system with fluorescent imaging of scan pattern
KR102192096B1 (ko) * 2014-06-20 2020-12-16 기가포톤 가부시키가이샤 레이저 시스템
DE102017131224A1 (de) * 2017-12-22 2019-06-27 Precitec Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung einer Fokuslage eines Laserstrahls

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1067573A (zh) * 1991-02-19 1993-01-06 凤凰激光***有限公司 检测、校正及测量目标组织的***和方法
US20070123845A1 (en) * 2005-11-29 2007-05-31 Holger Lubatschowski Method and device for processing a workpiece
CN101616647A (zh) * 2006-11-10 2009-12-30 拉斯·M·拉森 用于无创或微创光处理眼睛的方法和装置
CN101981437A (zh) * 2008-04-02 2011-02-23 佳能株式会社 扫描成像装置
CN102597841A (zh) * 2009-10-29 2012-07-18 应用精密公司 用于光学仪器的连续、异步自动聚焦的***和方法
CN102761704A (zh) * 2011-04-21 2012-10-31 佳能株式会社 摄像设备及其控制方法
US20140104576A1 (en) * 2011-06-23 2014-04-17 Amo Deveplopment, Llc Ophthalmic range finding
CA2904894A1 (en) * 2013-03-13 2014-10-02 Optimedica Corporation Free floating support for laser eye surgery system
US20180256391A1 (en) * 2017-03-13 2018-09-13 Wavelight Gmbh Laser device for material processing

Also Published As

Publication number Publication date
ES2942902T3 (es) 2023-06-07
CN113438934B (zh) 2023-10-03
US20200266601A1 (en) 2020-08-20
CA3125520A1 (en) 2020-08-27
EP3927299B1 (en) 2023-03-08
JP7455848B2 (ja) 2024-03-26
AU2020225508A1 (en) 2021-07-22
WO2020170064A1 (en) 2020-08-27
EP3927299A1 (en) 2021-12-29
JP2022519822A (ja) 2022-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113438934B (zh) 校准激光束的焦点的位置
AU2001294623B2 (en) Method and apparatus for measuring wavefront aberrations
TWI338573B (en) Sequential wavefront sensor,wavefront compensation system,and methods of detecting and compensation aberrations of an incident wavefont using the same
RU2440084C2 (ru) Устройство и способ определения расположения фокуса оптической системы и офтальмологическое лечебное устройство
US10234265B2 (en) Distance measuring device and method for measuring distances
KR101968348B1 (ko) 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법
KR20040044916A (ko) 안용 파면 측정 장치
JP2006502443A (ja) 空間的に局所化された樹脂混合物の硬化を利用して波面修正するための補正要素を作製する装置及び方法
RU2551921C2 (ru) Устройство и способ обработки материала при помощи сфокусированного электромагнитного излучения
AU2002314771B2 (en) Method and apparatus for measuring wavefront aberrations
JP7034803B2 (ja) 測距ユニット及び光照射装置
CN113287052B (zh) 一种用于控制被引导至目标物的激光束的焦点的位置的***及方法
US20230157887A1 (en) Performing laser vitreolysis on an eye with an intraocular lens
US20230160690A1 (en) Anamorphic depth gauge for ophthalmic systems
Yeh et al. The off-axis parabolic mirror optical axis adjustment based on cyclic shearing interferometer
JP6538759B2 (ja) 光学濃度に従ったレーザーエネルギーの調整
CA3234590A1 (en) Determining radiant exposure at the retina during an ophthalmic procedure
CN118302100A (zh) 用于眼科***的变形深度测量仪
WO2002035995A2 (en) Wavefront measurement

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant