KR102446155B1 - 투과 광학계의 제조 방법 - Google Patents

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라인하르트 포르라베
크리스티안 포르나롤리
에드가르 윌렌보르그
크리스티안 웨인가르텐
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에익스렌스 게엠베하
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Abstract

블랭크로부터 투과 광학계를 제조하는 방법에 있어서, 삭마 레이저를 이용하여 블랭크상에서 재료 삭마가 달성되고, 삭마 레이저의 펄스 지속시간은1 ns 미만, 바람직하게는3 fs 내지 100 fs, 또는 100 fs 내지 10 ps이다.

Description

투과 광학계의 제조 방법
본 발명은 블랭크(blank)로부터 투과 광학계를 제조하는 방법에 관한 것이다. 여기서, 투과 광학계는 일반적으로 렌즈이다. 본 발명은 특히 안내 렌즈(intraocular lens, IOL), 콘택트 렌즈, 굴절 임플란트(refractive implant) 또는 안경 렌즈의 제조에 관한 것이다. 본 발명은 또한 방사(radiation)에 부분적으로 반사되고 부분적으로 반투명한 광학 표면의 가공에 관한 것이다.
WO 96/31315는 임의의3D 형태의 표면을 레이저로 처리하는 것을 기술하고 있다. 특히, 이는 성형 도구 상에서의 정밀한 밀봉 표면의 제조를 포함한다.
WO 2012/119761 A1은 강력한 방사, 바람직하게는 레이저 방사를 이용하는 가공에 의한 광학 소자의 제작 방법에 관한 것이다. 이 방법에서, 석영 유리 블랭크가 먼저 거친 삭마(ablation)에 의해 그리고 이어서 연마(polishing)와 미세 삭마에 의해 처리된다. 다수의 단계를 갖는 반복적인 방법은 유리 또는 강철과 같은 단단한 재료에 특히 적합하다.
DE 10 2007 058 105 A1은 삭마 레이저를 이용하는 투과 광학계의 제조 방법을 기술하고 있다. 그러나, 이 방법에서, 재료 삭마는 블랭크 상에서 레이저로 달성되지 않고, 가공될 표면 상에 증발기에 의해 별도로 공급되는 삭마재로 달성된다. 이 방법에서, 재료 삭마는 삭마재로 달성되며, 레이저는 블랭크의 표면에 작용하지 않고, 레이저와 블랭크 사이에서 레이저 방사를 흡수하는 기상 또는 응축된 액상의 삭마재에 작용한다. 이 출원에서 특정된 500 fs 미만의 펄스 지속시간은 증기 또는 액체 삭마재에 충돌하는 레이저 방사와 관련되며, 블랭크 상의 재료 삭마를 초래하는 레이저 빔과는 관련되지 않는다. 이러한 방법은 특히 단단한 재료에 적합하다.
US 5 143 660 A는 플라스틱 렌즈의 제조를 위한 사출 성형 공정을 기술하고 있다. 여기서, 렌즈에 특수 구멍들이 형성되는데, 이는 특히 약물과 같은 액체를 수용하는 역할을 한다.
따라서, 본 발명은 더 부드러운 재료로 제조된 블랭크에도 사용될 수 있는 일반적인 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다. 특히 방법은 신속하고 비용 효율적인 제조를 가능하게 한다.
이 목적은 특허 청구항 제 1 항의 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다. 유리한 사항은 종속항의 주제이다.
삭마 레이저의 극히 짧은 펄스 지속시간은, 펄스 동안 증발하는 블랭크의 재료가 증발 후에 에너지 입력을 방해하지 않는 결과를 가져오고, 각각의 펄스 후에 두 개의 펄스 사이의 짧은 중단 동안, 증기가 또한 가공 구역에서 주로 빠져나갈 수 있거나 레이저가 또 다른 가공 구역으로 향하게 할 수 있는 결과를 가져온다. 따라서 정확한 표면 처리가 가능하고, 여기서 서로 가까이 위치하는 작은 크레이터(crater)가 블랭크의 표면에 생성될 수 있다.
짧은 펄스 지속시간은 레이저 방사 하에서 증발하는 블랭크의 용융물(melt) 또는 재료 사이에서 상호 작용이 거의 일어나지 않는 결과를 가져온다. 재료 삭마는 직접 증발에 의해 이루어지고, 따라서 처리된 재료는 거의 손상되지 않는다. 수 펨토초 내지 수 피코초 또는 나노초 범위의 지속시간을 이용하는 초단 레이저 펄스는 종래의 도구로는 불가능한 새로운 가공 방법을 가능하게 한다. 이러한 레이저 플래시(laser flash)는 매우 높은 피크 강도로 이어지고, 이는 강력한 시간 압축으로 인해 상대적으로 낮은 펄스 에너지로 달성될 수 있다. 이에 따라, 매우 정확한 재료 삭마 및 온도에 민감한 재료의 가공이 가능해진다.
블랭크는 플라스틱으로 제조되는 것이 유리하다. 단량체 및 중합체, 및 이들의 조합, 특히 투명 플라스틱이 이 목적에 적합하다.
블랭크는 특히 바람직하게 아크릴레이트를 포함한다. 동시에 블랭크는 다양한 플라스틱으로 제조될 수도 있다. 아크릴레이트는 바람직하게 투명하거나 부분적으로 투명하다. 가소제(plasticizer)와 함께 또는 가소제 없이 아크릴레이트가 사용될 수 있다. 적합한 재료는 예를 들어, HI56 SPECS®, PMMA, CI26® 또는 Contaflex CI18®, 하이드로겔, 실리콘, 또는 Collamer®과 같은 콜라겐과 폴리머의 조합이다.
블랭크는, 특히 원통형 로드 또는 플레이트와 같은 기본체로부터 절단될 수 있다. 블랭크는 사출 성형 또는 압출에 의해 제조되는 것이 특히 유리하다.
실시형태의 특히 유리한 변형예는 첨가식 제작(additive production)(3D 인쇄)에 의해 분말 형태, 액체 또는 기체 재료로부터 블랭크가 제조되는 것을 예상한다. 여기서 블랭크는 또한 비대칭 설계일 수 있는 최종 형상과 일치하는 3차원 형상을 이미 가질 수 있다. 빌드-업 (build-up) 방법과 상기한 삭마 방법의 조합이 본원에 적용될 수 있다.
실시형태의 유리한 변형예는 밀도 구배를 갖는 블랭크가 사용되는 것을 예상한다. 이러한 밀도 구배는 블랭크 내에서 국부적으로 다양한 광학 굴절 특성을 제공한다. 그 결과, 블랭크 내의 광학 밀도를 조정함으로써 블랭크가 제조되고 사용될 수 있으며, 이는 더 낮은 표면 곡률으로 인해 균일한 블랭크와 동일한 광 굴절을 제공한다.
대안적으로 또는 누적적으로, 다양한 유형의 재료로 블랭크를 제조하는 것을 제안한다. 이로 인해 다중-재료 블랭크가 생성되고, 이는 재료의 선택 및 재료의 국부 배치에 따른 특정 굴절 특성을 제공한다. 밀도 구배는 또한 다양한 밀도를 갖는 재료의 특정 선택의 결과로서 달성될 수 있고, 이는 블랭크와 광학계의 굴절 특성을 결정한다.
예를 들어, 원통의 외부 쉘 영역이 코어 영역의 광학 밀도와 다른 광학 밀도를 갖는 경우, 원통의 평탄면에 입사하는 방사선은 재료의 광학 밀도에 따라 편향되고, 표면은 곡선 설계일 필요가 없다. 따라서 원형 렌즈의 경우, 반경 방향의 밀도 구배는 표면 곡률의 감소를 가능하게 한다. 이는 레이저 빔에 의한 곡선이 덜한 표면의 가공이 용이해지는 결과를 가져오는데, 더 낮은 곡률의 결과로서 레이저 빔이 표면 곡률의 법선에 대해 대략 직각으로 더욱 쉽게 유도될 수 있기 때문이다. 그러나, 블랭크는 이미 렌즈의 원하는 목표 형상에 근접하는 굴절 특성을 가질 수 있다. 그 결과, 렌즈의 가공 비용이 줄어든다.
따라서, 원형 단면을 갖는 블랭크로서, 가장자리를 향하는 것과는 다른 중심을 향하는 광학 밀도를 갖는 블랭크를 사용하는 것을 또한 제안한다.
렌즈 상의 밀도 구배는 렌즈를 더 작은 곡률로 또는 심지어 곡률 없이 제조하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 유연하고 말릴 수 있는 렌즈의 제조가 가능해진다. 그 결과, 렌즈를 접거나 말 수 있고, 따라서 렌즈는 매우 작아서 특히 작은 개구를 통해 눈에 삽입될 수 있다. 따라서 각막의 아주 작은 절개(incision)만으로, 오래되고 파괴될 수 있는 렌즈를 제거하고 새 렌즈를 눈에 삽입할 수 있고, 렌즈는 이후 눈 속에서 펼쳐지거나 펴진다.
다양한 재료 및 밀도 구배에 관한 설명은 본 발명 그 자체에 각각 필수적이며, 특허 청구범위 제 1 항에 명시된 펄스 지속시간과는 관계가 없다.
펄스 에너지는 삭마 및/또는 연마 중에 변경되는 것이 유리하다. 따라서, 시간의 경과에 따라 레이저의 에너지를 변경하는 것을 제안한다. 이에 따라, 다른 표면 영역보다 더 높은 펄스 에너지로 특정 표면 영역을 삭마하거나 연마하는 것이 가능하다. 예를 들어, 레이저 빔이 블랭크의 표면 위로 구불구불한 선을 따라 유도되는 경우, 예를 들어 굴절 영역에서 에너지 입력이 감소될 수 있다.
재료의 삭마가 블랭크의 형상을 변경하기 위한 주요 메커니즘인 경우, 이를 삭마 공정 또는 삭마 레이저라 한다. 한편, 형상이 변경되지 않고 표면만이 평활화되는 경우, 이를 연마 공정 또는 연마 레이저라 한다.
각각의 레이저 펄스 후에, 가공된 표면 영역에서의 가공된 광학계의 형상이 측정되는 것이 특히 바람직하다. 표면적당 총 삭마가 결정되거나, 실제 크레이터 형상이 결정될 수 있다. 광 간섭 단층 촬영이 바람직하게 이를 위해 사용된다. 이에 따라, 위치 데이터를 저장할 수 있고, 표면의 후속 가공 또는 인접한 표면의 가공에서 이 데이터를 고려할 수 있다. 측정은 펄스 직후 또는 측정된 표면의 가공이 반복될 때까지 또는 인접한 표면의 가공까지의 시간 동안 수행된다. 이는 마이크론 범위 또는 심지어 서브-마이크론 범위의 정밀도를 가능하게 한다.
가공된 표면의 측정 외에도, 가공하는 동안 가공 온도를 시스템, 바람직하게는 고온계(pyrometer) 또는 열 카메라로 모니터링하는 것이 유리하다. 이에 따라, 가공 온도를 제어하여 가공 온도를 정의된 범위 내에 유지하는 것도 가능하다.
레이저 펄스는 일반적으로 표면에 가우시안 강도 분포를 갖는다. 그러나, 펄스의 펄스 에너지 분포가 국부적으로 비대칭인 경우, 표면의 가공에서 특정 정밀도가 달성된다. 직사각형 펄스로부터의 편차에서, 직사각형의 가장자리는 따라서 다르게 형성될 수 있다. 특히, 한쪽에서 펄스가 다른 쪽의 중심에서부터 줄어드는 것보다 중심을 향해 더욱 급격하게 상승할 수 있다. 그 결과, 레이저 빔의 표면에 대한 에너지 분포가 변경될 수 있고, 따라서 빔이 곡면에 충돌할 때, 곡면에 일치하는 증발이 달성된다. 특히, 레이저 펄스에 의해 생성된 크레이터의 깊이는 펄스 동안 증발한 부피를 줄이지 않고도 감소될 수 있다.
이에 따라, 처리될 표면에 걸쳐 거의 일정한 삭마가 가능하다. 또한, 삭마 프로파일은 필요에 따라 변경 및 조작될 수 있다.
또한, 크레이터 깊이는 가공될 전체 표면에 걸쳐 실질적으로 일정해야 한다. 본질적으로, 이는 예를 들어 반경 r을 갖는 원형 영역을 조사할 때 반경 r/2를 갖는 원형 영역상의 평균 크레이터 깊이가 영역 r/2에서 r까지의 환형 영역에서 최대 두 배만큼 깊도록 레이저 빔의 강도 분포가 조정되는 결과를 가져온다. 편차는 바람직하게는 심지어 μm 미만의 범위이다.
일 실시형태는 원형 또는 타원형 표면에서의 펄스 동안의 펄스 에너지 분포가 반경 방향으로 적어도 하나의 최대치를 갖는 것을 예상한다. 펄스의 강도 분포는, 예를 들어, 화산 분화구의 형상으로 표현될 수 있고, 따라서 원형 타원형 표면의 가장자리 영역에서 중앙 영역보다 높은 강도가 작용한다. 이에 따라, 펄스에 의해 충돌된 표면에 걸쳐 펄스의 강도 분포를 작업에 따라 개별적인 방식으로 변경하는 것이 가능하다. 이 펄스 형상은 한번 설정하거나 가공하는 동안 변경할 수 있다. 따라서, 가공하는 동안 조사 방향을 가로지르도록 펄스 에너지 분포를 변경하는 것을 제안한다.
국부적 및 시간적 에너지 분포에 관한 설명은 본 발명 그 자체에 각각 필수적이며, 특허 청구범위 제 1 항에 명시된 펄스 지속시간과는 관계가 없다.
레이저 빔의 영향은 레이저 빔이 가공될 표면에 직각으로 충돌하는지 아니면 다른 각도로 충돌하는지에 따라 달라진다. 그 결과, 가공된 표면에 대한 레이저 빔의 정렬이 또한 삭마 결과에 영향을 미친다. 이러한 차이를 제한하기 위해, 곡면 광학계를 가공하는 동안 레이저 빔과 광학계의 교차점에서 접평면(tangent plane)에 대해 실질적으로 직각으로 레이저 빔의 정렬을 유지하는 것을 제안한다. 여기에서 "필수적으로"는 편차가 40% 미만, 바람직하게는 10% 미만을 의미한다. "직각으로"는 접평면에 대한 90°의 레이저 빔의 각도를 나타내므로, "실질적으로 직각으로"는 예를 들어 70° 이상의 접평면에 대한 레이저 빔의 각도를 나타낸다. 대안적으로 또는 누적적으로, 레이저 빔의 강도 또는 강도 분포는 또한 입사각의 함수로서 변경될 수 있다.
가능한 한 레이저 빔이 가공될 표면에 직각으로 충돌할 수 있도록 빔은 거울을 통해 편향될 수 있다. 그러나, 레이저와 가공될 광학계의 위치가 또한 서로에 대해 변경될 수 있다. 따라서, 가공하는 동안 블랭크 또는 레이저의 위치 및/또는 정렬을 이동시키는 것을 제안한다.
가공 비용은 특히 볼록 또는 오목 형상과 같이, 한 면 또는 다수의 면에서 정의된 형상을 이미 갖고, 한 면에서만 레이저로 가공되는 블랭크를 사용함으로써 크게 감소될 수 있다. 실시형태의 바람직한 변형예는 블랭크가 한 면에서 대칭적으로 형성되고, 다른 면에서는 비대칭적으로 또는 자유 형태 방식으로 가공되는 것을 예상한다.
레이저 빔의 정렬 및 블랭크의 형상에 관한 설명은 본 발명 그 자체에 각각 필수적이며, 특허 청구범위 제 1 항에 명시된 펄스 지속시간과는 관계가 없다.
광학계의 정밀한 가공은 개별적인 방식으로 환자에 대해 안내 렌즈 또는 콘택트 렌즈와 같은 시각 보조기구의 제조를 가능하게 한다. 이를 위해, 환자의 눈이 먼저 측정되고, 이에 의해 데이터 세트가 생성되며, 이후 이 데이터 세트의 데이터를 기반으로 삭마 레이저 및/또는 연마 레이저가 제어되는 것을 제안한다.
눈은 안구의 축방향 길이, 각막 전면, 각막 후면, 각막 두께 및/또는 각막의 굴절률을 결정하기 위해 생체측정(biometry) 및/또는 토포메트리(topometry)에 의해 측정될 수 있다. 토포메트리를 사용하면, 예를 들어 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈의 주문제작을 위한 의미 있는 표면 파라미터를 얻기 위해, 중심 반경뿐만 아니라 주변 각막 반경을 각막계(ophthalmometer) 또는 각막곡률계(keratometer)로 측정할 수 있다. 토포메트리는 표면 특성이 근사치로 계산될 수 있는 각각의 측정값을 제공하며, 각막지형도검사기(keratography)는 완벽한 표면 프로파일을 제공한다. 그 결과, 목표 형태에 대한 데이터 세트가 생성되고, 따라서 렌즈 또는 기타 시각 보조기구의 개별적인 제조가 가능하다. 시각 장애는 눈의 모든 요소에서 비롯될 수 있다. 각각의 요소의 측정 또는 눈을 통과하는 방사선 빔의 회절을 결정하기 위한 광선 추적(ray tracing)의 사용은 시력 교정 수단으로 이들 오차를 보상하기 위해 시력 교정을 정의하는 것을 가능하게 한다.
측정 과정에서 이미 데이터 세트가 생성되는 것이 유리한데, 이는 렌즈 제작을 위한 컴퓨터 제어 프로그램으로 쉽게 변환될 수 있다.
개별적으로 제작된 다양한 시각 보조기구 또는 시력 교정 보조기구가 사용될 수 있거나, 표준 시각 보조기구가 개별적으로 제작된 시력 교정 보조기구와 결합될 수도 있다. 그러나 가능한 한 많은 눈의 오류를 교정하기 위해 렌즈를 교정된 안내 렌즈로 교체하는 것도 가능하다.
이러한 방법은 EP 0 954 255 B1에 기술되어 있다. 인공 렌즈는 레이저로 절단되어야 한다고 제안되어왔다. 이 방법은 경제적으로 실현 가능하지 않는데, 특정 목표 형상에 정확하게 일치하고 광의 원치 않는 굴절이 발생하지 않도록 매끄럽게 레이저로 렌즈를 절단하는 것은 시간이 오래 걸리기 때문이다. 특히 아크릴레이트와 같은 플라스틱 재료와 플라스틱 증발 레이저의 방법의 조합만이 경제적인 방법으로 이어졌다. 이 방법은 또한 상기한 방법 단계, 특히 재료 삭마에 사용되는 삭마 레이저 및 연마 작업에 사용되는 연마 레이저의 2-단계 방법과는 관계 없이 본 발명에 필수적이다.
렌즈는 또한 다초점 기능을 가질 수 있다. 또한, 렌즈는 특히 유리체(vitreous humour)의 노화 관련 산란 중심에 의해 야기되는 것과 같이 눈의 산란에 의해 야기되는 오류를 교정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 교정의 품질이 망막의 광학 해상도를 달성하거나 초과하도록(망막 품질의 안내 렌즈(IOL)), 눈의 반사, 국소 흡수, 눈의 편광 변화 및 개별적인 시각 장애가 교정될 수 있다.
또한, 삭마 및/또는 연마에 의해 광학계 표면의 광학 밀도를 체계적으로 변경하여, 변경된 굴절률이 반사를 방지하도록 하는 것을 제안한다. 특히, 극단적인 연마는 패브리-페롯 효과(Fabry-Perot effect)와 같은 광 굴절 및 다중 반사를 굴절을 최소화할 수 있다. 연마는 이후 반사 방지 코팅과 같은 역할을 한다. 특히 이는 다양한 층에서 굴절률을 변경함으로써 달성될 수 있다.
특히, 산란된 방사선을 제거하고 증가된 피사계 심도를 갖는 렌즈 및 IOL을 제조할 수 있도록, 블랭크의 재료를 레이저 방사로 변경하여 최종 렌즈가 광학 밀도 구배를 갖도록 하는 것을 제안한다. 밀도 구배의 변경은 삭마 및 첨가식 방법에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 밀도 구배는 레이저 광 스팟(slight spot) 또는 레이저 초점의 방사상으로 함께 회전되는 방향에 의해 달성될 수 있다. 특히, 정의된 빔 분포를 사용하여 밀도 구배를 달성할 수도 있다. 따라서, 밀도 구배 또는 다양한 밀도 영역을 달성하기 위해 반경 방향 외측 영역보다 반경 방향 내측 영역에서 더 높은 강도의 레이저 빔으로 가공이 수행될 수 있다. 따라서, 밀도 구배 또는 다양한 밀도 영역을 달성하기 위해 반경 방향 내측 영역보다 반경 방향 외측 영역에서 더 낮은 강도의 레이저 빔으로 가공이 수행될 수 있다. 이러한 밀도 구배 또는 차이는 투과 광학계의 굴절 특성을 계산할 때 고려될 수 있다. 렌즈의 두 개의 영역 사이의 적어도 0.01의 광학 밀도 차이가 유리하며, 따라서 임의의, 바람직하게는 반경 방향으로 대칭인 굴절률 구배가 단계적인 밀도 변화 또는 연속적인 밀도 전이로서 생성될 수 있다.
따라서, 이 방법의 적용 분야 중 특히 중요한 분야는 안내 렌즈의 광학계의 제조이다.
기술적으로, 펄스당 0.01 μm 내지 10 μm, 바람직하게는 펄스당 0.02 μm 내지 5 μm, 특히 바람직하게는 펄스당 0.02 μm 내지 0.5 μm의 재료 삭마를 달성하도록 삭마 레이저가 작동되는 것이 유리하다는 것이 입증되었다. 요구되는 재료 삭마에 따라, 삭마는 또한 다수의 층에서 수행될 수 있고, 여기서 층당 삭마는 20 μm 미만, 바람직하게는 2 μm 미만, 특히 바람직하게는 1 μm 미만이어야 한다. 처음에는 더 많은 양의 재료 삭마로 작업할 수 있으며, 목표 형상에 접근하면 층당 삭마가 감소될 수 있다. 그 결과, 처음에는 더 큰 강도로 또는 더 넓은 조사 영역에서 더 큰 삭마가 수행되고, 이어서 표면이 가능하면 매끄럽고 연마를 덜 요구하도록 펄스당 더 작은 삭마가 수행된다.
100 nm 내지 1,200 nm, 바람직하게는 400 nm 미만, 특히 193 nm 내지 370 nm의 레이저 파장으로 삭마 레이저가 작동되는 것이 유리한 것으로 나타났다. 바람직한 파장은 193 nm, 248 nm, 266 nm, 343 nm 및 355 nm이다.
삭마하는 동안, 삭마 레이저의 초점 직경은 5 μm 내지 50 μm, 바람직하게는 대략 20 μm이어야 한다.
삭마 레이저의 주사 속도는 100 mm/s 내지 5,000 mm/s, 바람직하게는 500 mm/s 내지 5,000 mm/s, 특히 바람직하게는 대략 1,000 mm/s이다.
삭마 레이저의 펄스 에너지는 0.1 μJ 내지 10 μJ, 바람직하게는 대략 1 μJ일 수 있다.
삭마 레이저의 반복 속도는 5 kHz 내지 5,000 kHz, 바람직하게는 50 kHz 내지 200 kHz 또는 10 kHz 에서 500 kHz일 수 있다.
방법의 유리한 변형예는, 삭마 레이저의 레이저 빔이 재료의 적어도 50%가 제거될 때까지 목표 형상에서 일정 거리에서 재료를 우선 제거하고, 이후 목표 형상에 가까운 영역에서 재료가 제거되는 것을 예상할 수 있다. 여기서 레이저는 위쪽 및 아래쪽으로 유도될 수 있다. 레이저를 위쪽으로 유도하면, 단지 하나의 요소가 맨 바깥쪽에서 반경 방향으로 우선 제거되고, 이후 일반적으로 반경 방향 내측에 도달하면 더 작은 요소가 제거된다, "아래쪽으로"는, 먼저 큰 요소가 외부로부터 반경 방향으로 최종 형상까지 제거되고, 이후 더 작은 요소가 아래에서 제거된다는 것을 의미한다.
또한, 하나의 삭마 층 내의 표면에서 각각의 레이저 펄스에 의해 생성된 삭마 크레이터 사이의 거리는 일정하지 않은 것이 유리하다는 것이 입증되었다. 이 거리는 또한 평균 삭마 층 밀도를 조절하기 위해 변경될 수 있다. 그 결과, 표면당 삭마는 가공될 광학계상의 펄스 풋프린트(footprint)사이의 거리에 의해 변경된다. 밀접한 간격의 펄스 풋프린트는 더 큰 삭마를 유발하는 반면, 넓은 간격의 펄스 풋프린트는 작은 삭마를 유발한다.
연마의 경우, 1 μs 이상의 펄스 지속시간으로 펄스 방식 또는 변조 방식으로 연마 레이저가 작동되는 것을 제안한다. 그 결과, 예를 들어 플라스틱의 최적의 연마가 달성될 수 있다.
연마 공정을 위한 바람직한 레이저 파장은 0.1 μm 내지 100 μm, 바람직하게는 9 μm 내지 11 μm, 또는 0.1 μm 내지 0.4 μm, 또는 1 μm 내지 12 μm 범위이다.
방법의 특정 형태는 연마 레이저가 연속적으로 작동되는 것을 예상한다. 따라서, 레이저는 연마 공정 동안 펄스되는 것이 아니라, 레이저 빔은 광학계의 표면에 대해 상대적으로, 바람직하게는 변화하는 강도로 이동한다. 펄스 레이저와 달리, 이 경우 특정 레이저 출력이 항상 존재한다.
연마 공정의 경우, 연마 레이저는 10 mm 미만, 바람직하게는 0.1 mm 내지8 mm의 가공물에서의 빔 직경을 갖는 것이 유리하다는 것이 판명되었다. 연마 레이저는 연마될 표면의 빔 직경보다 크거나 동일한, 가공물에서의 빔 직경을 갖는다는 점에서 연마 공정은 단순화될 수 있다. 그 결과, 표면 위에서 레이저를 앞뒤로 이동시키지 않고 상기 표면을 한번에 연마하는 것이 가능하다.
연마 레이저의 유리한 이송 속도는 1 mm/s 내지 100 mm/s이다.
또한, 연마 레이저는 500 mm/s 내지 20,000 mm/s의 주사 속도의 주사 이동에 의해 "준선(quasi-line)"으로 형성되는 것이 유리하다. 레이저 빔을 앞뒤로 움직이면, 펄스 레이저는 개개의 크레이터를 생성하지 않고, 오히려 깊게 패인 표면 또는 홈을 생성한다.
연마 레이저는 1 W 내지 500 W, 바람직하게는 대략 100 W 내지 300 W의 평균 레이저 출력으로 작동될 수 있다. 광학계를 연마하기 위해, 30 회 미만, 바람직하게는 1 내지 10 회의 연마 레이저의 통과가 수행되는 것이 유리하다.
연마 레이저는 또한 적어도 연마될 표면의 크기만큼 긴 선 길이로 작동될 수 있다. 따라서, 레이저 빔은 연마될 표면 위에서 선으로서 유도되며, 동시에 전체 표면이 레이저 빔에 의해 덮이도록 주의해야 한다.
또한, 본 발명의 목적은 렌즈의 하나의 영역에서 다른 영역보다 1% 낮은 밀도를 갖는 렌즈에 의해 달성된다. 이러한 밀도 구배는 특정 굴절 특성으로 이어지고, 따라서 렌즈는 형상에 의해서뿐만 아니라, 특히 다양한 영역에서 밀도에 의해 광의 다양한 굴절을 유발한다. 차이는2% 내지 5% 이상, 예를 들어 10% 초과인 것이 유리하다.
또한, 렌즈는 표면 영역과 코어 영역을 갖고, 표면 영역에서의 밀도가 코어 영역보다 높은 경우에 유리하다. 누적적으로 또는 대안적으로, 렌즈는 원형 단면과 반경 방향 밀도 구배를 가질 수 있다.
적용 분야에 따라, 렌즈는 입사 방사선의 5% 미만, 바람직하게는 1% 미만을 반사하는 것이 유리할 수 있다.
삭마 및 연마하는 동안의 레이저의 파라미터에 관한 설명은 본 발명 그 자체에 각각 필수적이며, 특허 청구범위 제 1 항에 명시된 펄스 지속시간 및 상기한 특징과는 관계가 없다.
본 발명의 실시형태가 도면에 도시되어 있으며 이하에서 설명된다, 도면에서:
도 1은 렌즈의 제조를 위한 블랭크를 개략적으로 도시하고,
도 2는 레이저 가공 동안의 블랭크를 개략적으로 도시하고,
도 3은 레이저 가공 후의 가공된 블랭크를 개략적으로 도시하고,
도 4는 레이저 빔이 렌즈 표면에 충돌하는 것을 개략적으로 도시하고,
도 5는 레이저 빔이 표면에 충돌한 후에 생성된 용융물 및 증기를 개략적으로 도시하고,
도 6은 생성된 증기가 증발하는 것을 개략적으로 도시하고,
도 7은 렌즈 표면에 생성된 크레이터를 개략적으로 도시하고,
도 8은 레이저 빔에 의한 렌즈 표면의 평활화를 개략적으로 도시하고,
도 9는 처리되지 않은 렌즈 블랭크의 표면을 개략적으로 도시하고,
도 10은 레이저 삭마 후의 렌즈 표면을 개략적으로 도시하고,
도 11은 연마 후의 렌즈 표면을 개략적으로 도시하고,
도 12는 가공하는 동안의 레이저의 이송을 개략적으로 도시하고,
도 13은 레이저 출력에 대한 이송 속도의 의존성을 개략적으로 도시하고,
도 14는 밀도 구배를 갖는 렌즈에 대한 평면도를 개략적으로 도시하고,
도 15는 도 14에 도시된 렌즈의 단면을 개략적으로 도시하고,
도 16은 시간의 경과에 따른 펄스 강도의 변화를 개략적으로 도시하고,
도 17은 펄스 강도의 국부적인 변화를 개략적으로 도시하고,
도 18은 중심 강도 싱크(sink)를 갖는 펄스를 개략적으로 도시하고,
도 19는 렌즈에 대한 레이저 빔의 정렬을 개략적으로 도시하고,
도 20은 렌즈 내부에서의 레이저 가공을 개략적으로 도시하고,
도 21은 렌즈 표면에서의 다양한 공간 분리를 갖는 삭마 크레이터를 개략적으로 도시하고,
도 22는 렌즈의 내부에서 증가된 밀도를 갖는 렌즈를 개략적으로 도시하고,
도 23은 렌즈의 표면에서 증가된 밀도를 갖는 렌즈를 개략적으로 도시하고,
도 24는 도 23에 도시된 렌즈에 대한 평면도를 개략적으로 도시하고,
도 25는 렌즈의 반경 방향 외측 영역에서 증가된 밀도를 갖는 렌즈를 개략적으로 도시하고,
도 26은 도 25에 도시된 렌즈에 대한 평면도를 개략적으로 도시하고,
도 27은 반경 방향으로 변화하는 밀도를 갖는 렌즈를 개략적으로 도시하고, 그리고
도 28은 도 27에 도시된 렌즈에 대한 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 1은 투과형 광학계(1)으로서의 렌즈 블랭크(2)를 도시하고 있다. 도 2는 이 블랭크(2)가 삭마 레이저(3)에 의해 가공되는 방식을 도시하고 있다. 도 2에 도시된 예에서, 표시된 재료 삭마(4)는 레이저(3)로 렌즈(2)의 좌측에서 이미 달성되었다. 재료가 제거된 후에, 측정 장치(5)는 가공된 표면 영역에서의 렌즈(2)의 형상(6)을 측정한다. 측정된 값을 기반으로, 바람직하게 가공하는 동안 계속해서 레이저(3)의 펄스 형태를 조정하는 것이 가능하다. 또한 가공 온도는 고온계(7)로 가공하는 동안 이미 모니터링된다. 가공 온도는 레이저(3)의 레이저 빔 특성을 조정하여 영향을 받을 수 있으며 필요한 경우 제어될 수도 있다.
삭마 후에, 블랭크(2)는 도 3에 도시된 형상을 가지며, 감소된 부피는 재료 삭마(4)로 인한 것이다.
블랭크는 플라스틱이고, 이 경우 아크릴레이트(8)이다. 상기 블랭크는 또한 다른 플라스틱 또는 유리와 같은 다른 재료를 포함할 수 있다. 그러나, 재작업될 블랭크의 표면은 플라스틱으로 제조된다. 도 4는 레이저 빔(9)이 아크릴레이트(8)의 표면(10)에 충돌하여, 영역(11)에서 컵 모양의 아크릴레이트 내로 침투하는 방식을 도시하고 있다. 삭마 레이저의 펄스 지속시간은 약 100 펨토초이고, 아크릴레이트는 영역(11)에서 증발된다. 그 결과, 아크릴레이트 용융물의 컵 모양 영역(12)이 생성되고, 이 컵 모양 영역(12) 내에 증기의 영역(13)이 형성된다.
도 6은 용융물(12)이 다시 응고되고 증기(13)가 증발하는 방식을 도시하고 있다. 따라서, 공정의 끝에, 도 7에 도시된 크레이터(14)가 아크릴레이트 영역(8)에 남게 된다.
이러한 형태의 다수의 크레이터가 서로 근접하게 배치됨으로써, 평평한 재료 삭마(4)가 달성된다. 결과적인 표면 구조는 크레이터의 연결로 인해 거칠다. 크레이터의 깊이를 최소화하고 크레이터 사이의 거리를 최소화함으로써 플라스틱 표면의 거칠기를 줄일 수 있다.
레이저 강도가 최소화되고 및/또는 가공될 표면상의 레이저의 풋프린트가 증가됨으로써, 재료가 용융되기만 하고, 가능한 한 재료가 증발하지 않는 것이 표면의 평활화에 유리하다. 일반적으로 이를 위해 연마 레이저(20)가 사용되는데, 이는 표면(24)에 걸쳐 주사 속도(Vscan) 및 풋프린트 폭(22, 23)으로 라인(21)을 따라 주사된다. 연마 레이저(20)는 라인(21)에 직각인 화살표(25) 방향으로 이송 속도(Vfeed)로 전진한다.
그 결과, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 블랭크(2)가 먼저 삭마 레이저로 가공되어 재료 삭마(4)가 달성되고, 따라서 블랭크(2)의 거친 표면이 생성된다. 후속하는 레이저 연마는 도 11에 도시된 블랭크(2)의 매끄러운 표면(26)을 생성한다.
예시적인 실시형태에서, 도 10에 도시된 재료 표면은 도 9에 도시된 초기 형상으로부터 안내 렌즈(2)의 선택적 재료 삭마에 의해 생성되고, 상기 재료 표면은 이후 반투명이 될 때까지 레이저 연마에 의해 평활화된다. 그 결과, 도 11에 도시된 바와 같은 재료 표면이 생성된다.
삭마 레이저(3)에 의한 재료 삭마(4) 동안, 주변 재료에 대한 열적 손상 없이, 표면에 레이저가 충돌하는 순간에만 약100 또는 200 펨토초의 레이저 방사의 초단 펄스의 작용에 의해 체계적으로 국부화된 재료 삭마가 달성되도록 주의해야 한다. 예시적인 실시형태에서, 343 nm의 레이저 파장이 사용되는데, 이에 따라 아크릴레이트 내에서의 이 레이저 파장의 작은 광학 침투 깊이의 결과로서 레이저 방사가 표면 근처에서 흡수된다.
표면의 초기 형상과 목표 형상을 비교함으로써, 요구되는 삭마 깊이와 이에 따른 표면상의 각각의 지점에서의 요구되는 레이저 펄스의 수가 결정된다. 이러한 방식으로, 레이저 방사의 특성을 변경시키지 않고 단위 표면적당 레이저 펄스의 수에 의해 재료 삭마(4)가 결정될 수 있다. 여기서, 레이저 빔(30)은 특히 레이저 재료 삭마를 위해 가공될 표면에 걸쳐 구불구불한 방식으로 유도될 수 있다. 단위 표면적당 계산된 레이저 펄스의 수를 기반으로, 레이저는 가공될 표면 위로 통과하는 동안 스위치 온/오프된다.
도 12에 도시된 예시적인 실시형태에서, 대략 20 μm의 재료 표면상의 레이저 방사의 빔 직경(31), 100 kHz의 반복 속도, 1,000 mm/s의 주사 속도(32)가 사용된다. 그 결과, 레이저(30)는 렌즈(34) 위에서 이송 속도(33)(Vfeed)로 유도된다.
후속 레이저 연마를 위해, 10.6 μm의 파장을 갖는 레이저가 사용되는데, 이 파장이 재료의 표면 근처에서 흡수되기 때문이다. 레이저는 지속적으로 작동되며 레이저 출력은 50 와트 내지 100 와트 범위이다. 그 결과, 재료 표면은 레이저 연마 동안 레이저 방사의 작용에 의해 용융되고, 다시 응고되기 전에 표면 장력에 의해 평활화된다.
도 12에 도시된 예시적인 실시형태에서, 표면을 점진적으로 연마하기 위해 20 번의 반복(통과 횟수)이 수행되고, 여기서 각각의 반복은 목표 거칠기가 달성될 때까지 표면 거칠기를 감소시킨다. 샘플이 과열되는 것을 방지하기 위해 반복 사이에 20 초의 정지가 예상된다.
도 12에 도시된 반복을 위한 가공 전략은 5,000 mm/s 주사 속도의 양방향 주사 전략의 사용을 특징으로 하며, 이에 의해 준선 초점을 생성한다. 상기 준선 초점(35)은 연마될 렌즈(34)의 표면 위로 30 mm/s 내지 40 mm/s의 이송 속도(33)로 유도된다. 이 예시적인 실시형태에서, 가공물에서의 빔 직경(31)은 6 mm이다. 또한, 레이저 연마의 안정성을 더욱 향상시키기 위해서 온도 제어를 이용하는 것이 바람직하다.
평균 레이저 출력이 높을수록 더 높은 이송 속도가 사용되며, 평균 레이저 출력이 낮을수록 이송 속도는 감소한다. 따라서 이 공정은 확장될 수 있다. 이송 속도(33)와 평균 레이저 출력(36) 간의 의존성이 도 13에 도시되어 있다. 그 결과, 해치된(hatched) 바람직한 작업 영역(37)이 생성된다.
도 14는 사출 성형에 의해 제조된 특정 블랭크(40)를 도시하고 있다. 사출 성형 방법의 결과로서, 이 블랭크는 밀도 구배를 갖는다. 여기서, 중앙 영역(41)은 모서리 영역(42)보다 높은 밀도로 형성된다. 이러한 밀도 구배는 사출 공정 동안의 압력 조건에 의해, 또는 다양한 플라스틱이 사용되는 다중-성분 사출 성형에 의해서도 사출 성형 동안 형성될 수 있다. 특히, 분말 형태, 액체 또는 기체 재료로부터의 첨가식 제작의 경우, 블랭크는 밀도 구배를 갖고 제조되거나 다양한 재료로 쉽게 제조될 수 있다. 이러한 밀도 구배는 렌즈(40)에 의한 광의 특정 굴절을 유발한다. 블랭크(40)의 다양한 밀도가 재료 삭마 및 연마 공정을 손상시키지 않도록 하기 위해, 다른 밀도를 갖는 영역이 렌즈(40)의 내부에 제공될 수도 있는 반면, 가공과 관련된 표면 영역을 갖는 가공될 표면은 균일한 밀도를 갖는다.
삭마 및/또는 연마 중에 펄스 에너지가 변경되는 것이 유리하다. 이를 위해, 도 16은 시간의 경과에 따라 서로를 따르고 다양한 강도(56)를 갖지만 동일한 펄스 지속시간(57)(예시적인 방식으로 번호를 매김)을 갖는 다양한 펄스(50 내지 55)의 강도를 도시하고 있다. 따라서, 펄스(50 내지 55)의 강도(56)는 시간(58)의 경과에 따라 변화한다. 따라서, 각각의 펄스(50 내지 55)의 펄스 지속시간(57)은 변화할 수 있는 반면, 펄스 강도는 일정하게 유지된다. 마지막으로, 삭마 또는 연마 공정에 최적의 방식으로 영향을 미치고, 과열 없이 신속한 공정을 달성하기 위해, 강도(56)와 펄스 지속시간(57) 모두가 변경될 수 있고 바람직하게는 시간의 경과에 따라 제어될 수 있다.
공간축(spatial axis, 61 및 63) 상의 펄스(60)의 국부적 강도 분포가 도 17에 예시적인 방식으로 도시되어 있다. 이 펄스는 우측에서보다 좌측에 국부적으로 한정된 더 높은 펄스 에너지(62)를 보여준다. 예를 들어, 펄스는 표면(64)을 따라 천천히 또는 곡면(65)을 따라 급속히 떨어질 수 있고, 따라서 펄스의 우측은 좌측보다 상당히 낮은 에너지 농도를 갖는다. 이에 따라, 예를 들어, 레이저 빔이 표면 위로 움직일 때 시간의 경과에 따라 표면 영역에 적용되는 방사 강도를 변경하는 것이 가능하다.
도 18은 중앙 영역(72)보다 펄스(70)의 모서리 영역(71)에 더 높은 에너지가 존재하는, 펄스(70)의 특정 국부 에너지 분포를 도시하고 있다. 펄스가 렌즈의 표면에 충돌할 때, 크레이터의 중앙 영역보다 생성된 크레이터의 모서리 영역에 더 높은 에너지가 가해진다. 따라서, 크레이터는 컵 모양이 적고 직사각형 형상이 더 많이 주어지게 되고, 따라서 나란히 배치된 다수의 크레이터가 대략 평평한 표면을 형성한다.
이러한 효과를 최적화하기 위해, 가공하는 동안 방사 방향을 가로지르도록 펄스 에너지 분포를 변경하는 것을 제안한다.
렌즈(81)의 렌즈 모양의 표면(80)의 균일한 가공을 달성하기 위해, 레이저 빔(82)과 렌즈(81)의 교차점(84)에서 접선(83)에 대해 실질적으로 직각으로 레이저 빔(82)을 유지하는 것이 유리하다. 이는 가공하는 동안 레이저 빔의 정렬을 변경하고 렌즈(81)의 위치를 일정하게 유지시킴으로써, 또는 가공 중에 렌즈(81)를 이동시켜 레이저 빔(82)에 대한 렌즈(81)의 정렬을 변경함으로써 달성될 수 있다. 말할 필요도 없이, 렌즈의 표면상의 법선(83)에 가능한 한 거의 직각으로 레이저 빔(82)을 정렬시키기 위해, 렌즈와 레이저를 이동시킬 수 있다. 또한, 레이저를 이동시키는 대신에, 레이저 빔이 가능한 한 거의 직각으로 렌즈 표면에 충돌하도록 레이저 빔은 거울의 도움으로 정렬될 수 있다.
도 14 및 도 15에 도시된 렌즈의 예에서와 같이, 렌즈의 밀도는 재료의 선택에 의해 또는 블랭크의 재료 가공에 의해 변경될 수 있다. 그러나, 밀도는 또한 재료 삭마 및/또는 연마에 의해 가공하는 동안 변경될 수 있다. 따라서, 레이저 빔의 특성에 의해, 구배 면에서 다르고 국부적으로 경계가 정해진 밀도를 렌즈 표면에 제공하는 것이 가능하다. 재료 표면의 밀도는 변경된 굴절률에 의해 반사가 방지되도록 증가될 수 있다. 그러나, 렌즈 최종 렌즈의 굴절이 렌즈의 표면 형상으로부터 발생하지 않고, 렌즈(93)의 표면 영역(94) 및/또는 렌즈(93)의 내부 영역(90)에서의 밀도 구배로부터 발생하도록, 밀도는 또한 렌즈(93)의 내부(90)에서 레이저 빔 또는 다수의 레이저 빔(91, 92)에 의해 변경될 수 있다.
렌즈(102)의 표면(101) 상의 삭마 크레이터(100)의 배열이 도 21에 도시되어 있다. 여기에서 크레이터(100)는 중앙 영역(104)에서보다 모서리 영역(103)에서 더 멀리 이격되어 있다. 이는 단위 표면적당 크레이터의 수에 의해 표면 가공의 특성이 어떻게 달라질 수 있는지를 보여주는 일례일 뿐이다.
도 22에 도시된 렌즈(110)는 반경 방향 외측 영역(112)보다 큰 밀도를 갖는 중앙 영역(111)을 갖는다.
반전된 밀도 분포는 도 23에 도시된 렌즈(120)로 구현되었다. 여기에서 외측 영역은 더 높은 밀도를 나타내기 위해 도면에서 더 어둡게 도시된 반면, 내측 영역(122)은 더 낮은 밀도를 나타내기 위해 더 밝게 도시되어 있다.
도 24에 도시된 평면도에서, 가시 표면(visible surface)만이 고려되는 경우, 균일한 밀도가 보일 수 있다. 따라서, 두 가지 예시적인 실시형태에서, 밀도 구배는 광축(113 또는 123)의 방향으로 존재한다.
도 25는 반경 방향 밀도 구배를 갖는 렌즈(130)를 도시하고 있다. 광축(133)의 영역에는 반경 방향 외측 영역(131)보다 낮은 밀도를 갖는 영역(132)이 있다. 따라서, 도 26의 평면도는 더 어두운 반경 방향 외측 영역(131) 및 더 낮은 밀도를 갖는 더 밝은 중앙 영역(132)을 도시하고 있다.
도 27은 다초점 밀도 구배를 갖는 렌즈(140)를 도시하고 있다. 여기서, 낮은 광학 밀도를 갖는 영역(143 및 144)은 광축(142) 상의 중앙 영역(141)으로부터 반경 방향 외측으로 교대하며; 이들 사이에는 더 높은 광학 밀도를 갖는 영역(145)이 있다.
도 28은 높은 광학 밀도와 낮은 광학 밀도의 영역이 환형 형태인 평면도를 도시하고 있다.
도시된 모든 예시적인 실시형태에서, 광학 밀도는 변경된 광학 밀도로 구배를 통해 이동할 수 있고, 대안적으로, 다양한 광학 밀도 영역이 서로에 대해 명확하게 구분될 수 있다. 여기서 광선이 렌즈를 통과할 때의 렌즈의 굴절 특성 및 이의 편향에 영향을 주기 위해 다양한 광학 밀도가 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 누적적으로, 특히 렌즈 표면의 경계면에서의 반사 특성은 이의 밀도 및 일반적으로 이와 관련된 경도의 영향을 받을 수 있다.

Claims (43)

  1. 플라스틱으로 제조된 블랭크(2)로부터 안내 렌즈(intraocular lens, IOL)인 투과 광학계(1)를 제조하는 방법으로서,
    삭마 레이저(3)를 이용하여 블랭크(2) 상에서 재료 삭마(4)가 달성되고, 처음에 삭마(ablation) 레이저(3)로 처리된 블랭크(2)는 연마(polishing) 레이저(20)에 의해 추가로 연마 가공되며,
    레이저가 블랭크(2)에 충돌하는 영역에서 블랭크(2)의 증발에 의해, 펄스당 0.01 μm 내지 10 μm의 재료 삭마가 이루어지고, 펄스당 0.1 μJ 내지 10 μJ의 펄스 에너지, 1 ns 미만의 펄스 지속시간, 193 nm 내지 370 nm의 레이저 파장, 및 5 μm 내지 50 μm의 초점 직경이 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    블랭크(2)는 아크릴레이트(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    블랭크(2)는 사출 성형 또는 압출에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    블랭크는 첨가식 제작에 의해 분말 형태, 액체 또는 기체 재료로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    밀도 구배를 갖는 블랭크가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    원형 단면을 갖는 블랭크(40)로서, 가장자리(42)를 향하는 것과는 다른 중앙(41)을 향하는 광학 밀도를 갖는 블랭크(40)가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    삭마 또는 연마 중에 펄스 에너지가 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    각각의 레이저 펄스 후에, 가공된 표면 영역에서의 광학계(1)의 형상(6)이 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    가공하는 동안, 가공 온도가 고온계(7)로 모니터링되거나 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    펄스의 펄스 에너지 분포는 국부적으로 비대칭인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    원형 또는 타원형 표면에서의 펄스(70)의 펄스 에너지 분포는 반경 방향으로 적어도 하나의 최대치(71)를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    가공하는 동안, 펄스 에너지 분포는 방사 방향을 가로지르도록 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    곡면 광학계를 가공하는 동안, 레이저 빔(82)의 정렬이 레이저 빔(82)과 광학계의 교차점(84)에서 접선(83)에 대해 실질적으로 직각으로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    가공하는 동안, 블랭크는 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    블랭크는 한 면에서 대칭적으로 형성되고, 다른 면에서는 비대칭적으로 또는 자유 형태 방식으로 가공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    환자의 눈이 먼저 측정되고, 이에 의해 데이터 세트가 생성되며, 이후 이 데이터 세트의 데이터를 기반으로 삭마 레이저 또는 연마 레이저가 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    광학계 표면의 광학 밀도는 삭마 또는 연마에 의해 체계적으로 변경되어, 변경된 굴절률이 반사를 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    레이저 방사를 이용하여 블랭크의 재료가 변경되어, 최종 렌즈가 광학 밀도 구배를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    펄스당 0.02 μm 내지 0.5 μm의 재료 삭마를 달성하도록 삭마 레이저가 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    삭마 레이저의 초점 직경은 20 μm인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    삭마 레이저의 주사 속도는 500 mm/s 내지 5,000 mm/s인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    삭마 레이저의 펄스 에너지는 1 μJ인 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    삭마 레이저의 반복 속도는 5 kHz 내지 5,000 kHz인 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    삭마 레이저의 레이저 빔을 이용하여, 재료는 재료의 적어도 50%가 제거될 때까지 목표 형상에서 일정 거리에서 우선 제거되고, 이후 목표 형상에 가까운 영역에서 재료가 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하나의 삭마 층 내의 표면에서 각각의 레이저 펄스에 의해 생성된 삭마 크레이터 사이의 거리는 일정하지 않은 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연마 레이저는 1 μs 이상의 펄스 지속시간으로 펄스되거나 변조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연마 레이저는 0.1 μm 내지 100 μm 범위의 레이저 파장으로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연마 레이저는 연속적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연마 레이저는 10 mm 미만의 가공물에서의 빔 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연마 레이저는 연마될 표면의 빔 직경보다 크거나 동일한, 가공물에서의 빔 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연마 레이저는 1 mm/s 내지 100 mm/s의 이송 속도로 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연마 레이저는 500 mm/s 내지 20,000 mm/s의 주사 속도의 주사 이동에 의해 "준선(quasi-line)"으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연마 레이저는 1 W 내지 500 W의 평균 레이저 출력으로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    30 회 미만의 연마 레이저의 통과가 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연마 레이저는 적어도 연마될 표면의 크기만큼 긴 선 길이로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법에 따라 제조된 안내 렌즈로서, 렌즈의 하나의 영역에서 다른 영역보다 1% 낮은 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 안내 렌즈.
  37. 제 36 항에 있어서,
    렌즈는 표면 영역과 코어 영역을 갖고, 표면 영역에서의 밀도는 코어 영역보다 높은 것을 특징으로 하는 안내 렌즈.
  38. 제 36 항에 있어서,
    렌즈는 원형 단면과 반경 방향 밀도 구배를 갖는 것을 특징으로 하는 안내 렌즈.
  39. 제 36 항에 있어서,
    렌즈는 입사 방사선의 5% 미만을 반사하는 것을 특징으로 하는 안내 렌즈.
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