WO2010115441A1 - Optisches abbildungssystem, insbesondere in einer laserchirurgischen einrichtung für die ophthalmologie - Google Patents

Optisches abbildungssystem, insbesondere in einer laserchirurgischen einrichtung für die ophthalmologie Download PDF

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WO2010115441A1
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imaging system
laser
optical imaging
laser beam
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PCT/EP2009/002659
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Klaus Vogler
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Wavelight Gmbh
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    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/06—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the phase of light

Definitions

  • Optical imaging system in particular in a laser surgical device for ophthalmology
  • the invention relates to an optical imaging system which can be used in particular in a device for laser surgical ophthalmology, but also in laser systems for other processing purposes, for example in photovoltaics or in industrial material processing.
  • the invention provides an optical imaging system that allows the focus of a laser beam transmitted through the imaging system to be rapidly displaced in the z direction, the z direction meaning the direction of the beam path (beam propagation direction) according to conventional notation.
  • the xy direction then means any direction in a plane orthogonal to the z direction. In this plane, the deflection of the laser beam by means of a scanner is conventionally carried out for the purpose of scanning a material region to be processed by means of the laser beam, wherein the material to be processed can be living or dead matter.
  • Laser systems which emit short-pulse radiation in the femtosecond range, are used in eye surgery, inter alia for the attachment of intrageneal incisions in the cornea, but also in the human lens.
  • the effect used is the optical breakthrough, which leads to a so-called photodisruption of the irradiated tissue.
  • a comparatively strong focusing of the laser beam is required, which is achieved by a correspondingly high aperture of the focusing optics used for focusing.
  • the focusing optics are usually formed by a so-called F-theta objective, which ensures a plan field image and avoids undesired shifts in the beam focus in the z direction during scanning of the laser beam.
  • Fs laser systems have a permanent place in, for example, LASIK applications, where LASIK stands for laser in situ keratomileusis and refers to a corneal treatment technique for the correction of refractive errors, in which first a cover disc (the so-called flap) which is partly connected to the comeal tissue. is cut out at the corneal surface, this flap is then flipped to the side and then after removing the flaps exposed stromal tissue according to a patient-individually determined ablation with short-wave laser light, for example ablated at 193 nm radiating excimer laser.
  • the Fs laser system is used to attach the flap section.
  • flap flap For the production of flap flap it is known to level the cornea of the eye to be treated by means of an impressed applanation plate and to guide the beam focus within the cornea in a planar manner. Because of the plane field image provided by the F-theta objective, no z-shift of the beam focus is required here. Only in the edge area of the flap can a shift of the focus locations in the z-direction be necessary if one wants to lead the edge section of the lo flap upwards out of the stroma.
  • WO 03/032803 A2 provides for the focusing objective as a whole in the direction of the z-axis, i. along the beam path, to move.
  • a modification of this would be to use the focusing lens as a zoom lens.
  • both methods have the disadvantage that the mechanical displacement or the zoom setting of the focusing lens must be very precise, since this transforms into a 1: 1 adjustment of the focal point.
  • 2o ing pulses of the laser beam would therefore be a correspondingly fast mechanical displacement of the focusing lens or a zoom lens of the lens required by the same distance.
  • Conventional mechanical drives are not suitable for this purpose.
  • An alternative solution is shown in DE 10 2005 013 949 A1.
  • the local laser system has a trained as a telescope, two-line expansion optics (beam expander), a downstream scanner and following the scanner a focusing lens.
  • the input lens of the expansion optics designed as a concave lens is displaceable in the beam direction, ie in the z direction, by means of a linear drive. Such a displacement of the input lens alters the divergence of the laser beam emerging from the expansion optics.
  • the method of focus adjustment according to DE 10 2005 013 949 Al is significantly faster than the method shown in WO 03/032803 A2, simply because in the case of adjustment of the Input lens of the beam expander the masses to be moved are much lower than in the case of the adjustment of the entire focusing optics.
  • Common focusing optics can easily weigh several kilograms, which then still have to be moved vibration-free.
  • the entrance lens of the Beam Expander can have a comparatively small aperture and can therefore be small and light.
  • linear drives do not meet the requirements if an intracorneal lenticular incision or another three-dimensional incision is to be carried out in an acceptably short time with a sufficiently high-repetition laser.
  • the possible for a safe, tilt-free guidance of the input lens of the beam expander adjustment speeds are in conventional linear actuators, for example, between about 1 and 3 mm / s, possibly up to 5 mm / s with reasonable effort for the mechanical guidance of the input lens feasible.
  • DE 10 2005 013 949 A1 proposes the mounting of two concave mirrors in the beam path between laser and scanner, whereby the divergence of the laser beam and thereby its focal position in the z direction can be varied by changing the distance of the concave mirrors from one another , Again, there are comparable limitations in the speed of the mechanical adjustment.
  • the object of the invention is to provide an optical imaging system which is better suited for a three-dimensional focus guidance in material processing and in particular in ophthalmology.
  • an optical imaging system according to the invention is provided with at least one deformable mirror and coupled to the mirror actuator and control arrangement which is adapted to move the image-side focus of the imaging system in 5 beam propagation direction by deformation of the mirror, in particular in accordance with a predetermined focus shift profile.
  • Deformable mirrors and their use in laser systems are known as such.
  • deformable mirrors according to the information in this article are divided into five different basic variants, namely deformable MEMS mirrors (MEMS: microelectromechanical system), piezoelectric deformable mirrors, deformable membrane mirrors, bimorphous deformable mirrors and ferromagnetic deformable mirrors
  • MEMS microelectromechanical system
  • piezoelectric deformable mirrors piezoelectric deformable mirrors
  • deformable membrane mirrors deformable membrane mirrors
  • bimorphous deformable mirrors ferromagnetic deformable mirrors
  • any deformable mirrors can be used, which allow a desired change in the wavefront of an incident laser beam in the vicinity of laser systems
  • deformable (adaptive) mirrors in the beam guidance of an Fs laser is a clear faster z-shifting
  • the beam focus in comparison to conventional mechanical Linearverstellsystemen feasible, for example, by an order of magnitude faster.
  • adaptive mirrors for example, in astronomical observation.
  • disturbed wavefronts are converted into plane wavefronts by means of adaptive mirrors, thus improving the image quality of the received light affected by atmospheric disturbances.
  • the invention does not seek to eliminate unwanted wavefront interference by appropriate deformation of a deformable mirror.
  • the invention aims to deform by selective adjustment of a deformable mirror, the wavefront of a laser beam incident on the mirror so that the image-side focal point of the imaging system and thus the beam focus shifts in the desired direction in the z-direction - And control arrangement thereby adapted to adjust the mirror in such a form that an incident substantially flat wave is converted into a reflected wave having a substantially uniformly curved wavefront, wherein the strength of the wavefront curvature of the desired position of the focal point in beam propagation direction depends.
  • the uniformity of wavefront curvature is desirable for high beam quality in focus.
  • the invention virtually reverses the usual use of adaptive mirrors to improve the flatness of the wavefront and selectively generates a defined, continuously variable wavefront curvature from an approximately plane wavefront.
  • the generated wavefront curvature may mean a divergence increase or decrease such that the beam focus shifts from one predetermined zero position in one direction or the other.
  • the deformable mirror may be arranged in front of a telescope in the beam propagation direction in one embodiment. In another embodiment, however, it may be arranged according to a telescope, but in front of at least one lens focusing optics, and preferably in front of a scanner. It is also conceivable, according to still another embodiment, to construct a beam-expanding optical system comprising two mirrors and to implement one of the mirrors as an adaptive deformable mirror by means of which a desired divergence can be introduced into the beam.
  • an apparatus for laser surgical ophthalmology comprising a source of a pulsed femtosecond laser beam, a beam expanding optical system expanding the laser beam, a scanner connected downstream of the beam expanding optical system for deflecting the laser beam in a plane perpendicular to the beam path, and a beam Scanner downstream focusing optics for focusing the laser beam, the device having a arranged in the beam propagation direction between the laser source and the focusing optic deformable mirror and coupled to the mirror program-controlled control arrangement which is set up, according to a predetermined in the eye A profile to be realized by a patient and represented by a control program, the mirror for a shift of the
  • the adjusting and control arrangement can be set up to control the mirror such that the beam focus of the laser beam in the direction of the beam path is at least 100 More preferably at least 150 microns, even better at least 200 microns is displaceable, and only by appropriate control of the deformable mirror without adjustment of the focusing optics or other components of the optical imaging system.
  • corneal lenticule extraction in which an approximately lenticular volume element is excised from the corneal stroma for refractive correction of the cornea.
  • a precise and fast three-dimensional positioning of the foci Fs laser pulses is important. In the x-y direction, this is not a problem due to the correspondingly fast operation of the scanner.
  • conventional mirror scanners operating on the galvanometer principle are readily capable of providing the necessary deflections even at pulse repetition rates in the MHz range.
  • a stroke of the beam focus in the high two-digit to the three-digit micron range within a few milliseconds or at least a few 10 milliseconds is readily possible through the use of a deformable mirror.
  • the invention opens the way to refractive corrections of the eye without the usual use of an excimer laser, because the high precision and reproducibility of the z-positioning of the beam focus makes it possible to tailor the lenticule extraction precisely to the defective vision to be corrected.
  • FIG. 1 shows schematically in section a part of the human eye comprising the cornea with an indicated corneal lenticular section
  • FIG. 2 schematically shows an example of a device according to the invention for laser surgical ophthalmology
  • Fig. 3 shows a first modification of such a laser-surgical ophthalmological device and Fig. 4 shows a further modification.
  • FIG. 1 There is shown in a sectional view designated 10 cornea of a human eye.
  • the optical axis (visual axis) of the eye is shown in phantom and designated 12.
  • the cornea 10 has an anterior surface 14 and a posterior surface 16.
  • Their thickness d is in the typical human eye in the range of 500 microns, of course, from person to person deviations up or down are possible.
  • the sclera and the limbus of the eye are indicated in Fig. 1 at 18, the limbus edge is denoted by 20.
  • Dashed lines in Fig. 1 is further excised by treatment with focused Fs laser radiation intracorneal, more precisely intrastromal lenticule 22, which is then Trooperiert by a laterally introduced into the cornea 10 opening.
  • This opening can also be generated by means of a laser cut.
  • Femtosecond lenticular extraction allows the correction of refractive errors, such as myopia and myopic astigmatism.
  • the lenticule 22 is created by a substantially planar back cut 24 and a curved front cut 26.
  • the lenticule diameter-designated by a in FIG. 1- is, for example, in the range between approximately 6 and 8 mm, while the typical lenticular thickness denoted by b is, for example, approximately 80-100 ⁇ m.
  • both the lenticule diameter and the lenticule thickness may vary depending on the severity of the ametropia to be corrected. In any case, however, the lenticule thickness will regularly be several tens of microns, which in conjunction with an approximately flat lenticular surface (defined by the posterior lenticule cut 24) means that in a line scan of a laser beam across the lenticule peak (ie, where the lenticule 22 is the largest) Thickness), the beam focus of the laser beam must perform a stroke corresponding to the lenticular thickness in the beam propagation direction.
  • the laser device shown there comprises a femtosecond laser source 28 formed, for example, by a fiber laser, which generates pulsed laser radiation 30 with pulse durations in the femtosecond range and a pulse repetition rate, preferably in the high two-digit to the three-digit kHz range or even in MHz Area lies.
  • the generated Laser beam is widened by an expansion optics 32.
  • an active, deformable mirror 34 In the beam propagation direction in front of the expansion optics 32 is an active, deformable mirror 34, whose deformation state is adjustable by means of an actuator arrangement generally designated 36, which in turn is controlled by a program-controlled control unit 38.
  • the mirror 34 has a plurality of individually adjustable by means of the actuator assembly 36 mirror facets, the actuator assembly 36, for example, piezo actuators, MEMS actuators, DMD actuators (DMD: Digital Micromirror Device) or LCD actuators (LCD: Liquid Crystal Device) may have ,
  • the mirror 34 is preceded by a passive deflection mirror 40, which, however, has no or at least no significant effect on the wavefront characteristic and thus the divergence of the laser beam 30.
  • the laser beam widened by the widening optics 32 - indicated at 42 - then passes to a scanner (scanner) 44, which has the task of directing the laser beam 42 in a direction of beam propagation (z direction, see also the co-ordinate system drawn in FIG. deflect the orthogonal xy plane and thereby the area of the eye to be treated with the laser beam! to paint over.
  • the scanner works in the example shown by the galvanometer principle and is formed by two controllable by the control unit 38, tiltable deflecting mirrors 46, 48. It will be understood that scanners operating according to other principles (e.g., scanning by means of a suitably controllable crystal) are equally possible.
  • the scanner 44 is followed by a focusing objective 50, in particular an F-theta focusing objective, which focuses the laser beam onto a focus location 52.
  • the focusing objective 50 is designed with two lenses 54, 56.
  • the objective 50 can be designed with any other number of lenses.
  • Theta lens effects a plan field image, in which regardless of the deflection angle of the laser beam, the focus location 50 is always in a direction orthogonal to the z-direction plane.
  • the beam expander 32 is formed in the example shown, of a Galilean telescope with an input lens 58 having negative refractive power (concave lens) and an off ⁇ takes lens 60 of positive refractive power (convergent lens).
  • a Keppler version of the telescope with two convex lenses is possible.
  • the incident on the mirror 34 laser beam 30 has a substantially planar wavefront, which is reflected according to an embodiment for a given reference position (zero position) of the focal point 52 substantially without the influence of curvature on the mirror 34 and therefore substantially maintains its planar wavefront substantially.
  • the control unit 38 With the interposition of the actuator assembly 36, the mirror 34 set so that the planar wavefront of the incident laser beam 30 is converted into a substantially uniformly curved wavefront. Depending on the nature of the wavefront curvature, this can make the laser beam divergent or convergent. This change in the beam divergence leads to a shift of the focal point 52 in the z-direction with otherwise fixedly positioned expansion optics 32 and equally unmoved focusing objective 50.
  • the control unit 38 controls the actuator arrangement 36 and thus the deformation state of the mirror 34 in accordance with the sectional profile to be realized in the eye.
  • a corresponding control program for the control unit 38 is stored in a memory, not shown.
  • the editing professional! or the control program specify how the focal point of the optical imaging system is to be displaced for different locations in the x-y plane in the z direction and are therefore representatives of a focus shift profile in the sense of the invention.
  • the precision and speed with which suitable actuators for the mirror 34 can be controlled and actuated makes it possible to achieve z-strokes of the beam focus in the range of a few 10 ⁇ m within a few 10 ms to a few ms.
  • the focus of the F-theta objective 50 can thus be adjusted in times that are necessary for an effective fast lenticular section with an Fs laser system.
  • a complete line scan with a z-stroke of the beam focus of about 100 ⁇ m can be readily performed in a period between about 10 ms and 40 ms, and in less than 5 ms under certain circumstances.
  • adaptive, deformable mirrors in the beam path of the laser beam hubfrequenzen are thus achieved, as they are needed for a useful application in the femtosecond lenticular extraction.
  • the embodiment of FIG. 3 also contains an adaptive mirror 34a in the beam path of the laser beam emitted by the laser source 28a.
  • the adaptive mirror 34a is located in the beam propagation direction between the telescope 32a and the scanner 44a.
  • the expanded laser beam portion 42a emerging from the telescope 32a has also a substantially planar wavefront as the laser beam 30a on the input side of the telescope 32a.
  • Only the part of the laser beam which is reflected by the mirror 34a and enters the scanner 44a - designated 62a - has a curved wavefront depending on the z-location of the beam focus to be set, the curvature of which depends on the desired z-position of the beam focus.
  • the variant of the laser device according to FIG. 4 does not require a telescope for beam expansion of the laser beam.
  • the adaptive mirror 34b itself is part of a beam expansion optics formed by a mirror combination composed of the adaptive mirror 34b and another mirror 68b.
  • the first mirror of this mirror combination which emerges in the beam propagation direction of the laser beam 30b is a convex mirror, while the second consecutive mirror is a concave mirror.
  • the deformable mirror 34b forms the convex mirror
  • the mirror 68b forms the concave mirror and is designed as a static mirror whose mirror surface is not adaptive.
  • the second consecutive concave mirror of the mirror combination may be adaptive while the first mirror is static.
  • the mirror combination 34b, 68b causes a beam expansion in a comparable manner as a telescope.
  • a divergence change of the laser beam can be caused in a similar manner as in the embodiments of Figures 2 and 3, which causes a corresponding displacement of the focal point 52b in the z direction.
  • FIG. 4 is advantageous because of its particularly simple beam guidance. It is also possible, possibly occurring aberrations (Coma and astigmatism) by the deformable mirror 34b to compensate even in zero position.
  • the term zeroing means a reference state in which the focal point 52b assumes a defined z-reference position.
  • the use of a reflective optics for beam expansion instead of a trans- missive is particularly advantageous for lenticule sections at wavelengths shorter than 400 nm.
  • the adaptive mirror 34, 34a, 34b is preferably a DMD (Digital Micromirror Device) type or LCOS (Liquid Crystal Optical System) type or a piezoelectrically controlled mirror.
  • DMD Digital Micromirror Device
  • LCOS Liquid Crystal Optical System
  • other working and positioning principles for the deformable mirror should not be expressly excluded.

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Abstract

Ein optisches Abbildungssystem umfasst mindestens einen deformierbaren Spiegel (34) und eine mit dem Spiegel gekoppelte Stell- und Steueranordnung (36, 38), welche dazu eingerichtet ist, durch Verformung des Spiegels den bildseitigen Brennpunkt (52) des Abbildungssystems in Strahlausbreitungsrichtung zu verschieben, insbesondere nach Maßgabe eines vorgegebenen Brennpunktverschiebungsprofils. Vorzugsweise findet das optische Abbildungssystem Anwendung in einer Einrichtung für die Femtosekunden-Laserchirurgie des humanen Auges, beispielsweise für die korneale Lentikelextraktion.

Description

Optisches Abbildungssystem, insbesondere in einer laserchirurgischen Einrichtung für die Ophthalmologie
Die Erfindung betrifft ein optisches Abbildungssystem, welches insbesondere in einer Einrichtung für die laserchirurgische Ophthalmologie, aber auch in Lasersystemen für andere Bearbeitungszwecke eingesetzt werden kann, beispielsweise in der Photovoltaik oder in der industriellen Materialbearbeitung.
Speziell stellt die Erfindung ein optisches Abbildungssystem bereit, das es gestattet, den Fokus eines durch das Abbildungssystem hindurchgeschickten Laserstrahls in z-Richtung schnell zu verschieben, wobei die z-Richtung gemäß herkömmlicher Notation die Richtung des Strahlengangs (Strahlausbreitungsrichtung) meint. Als x- y-Richtung ist dann jede Richtung in einer zur z-Richtung orthogonalen Ebene zu verstehen. In dieser Ebene erfolgt herkömmlich die Auslenkung des Laserstrahls mittels eines Scanners zum Zwecke der Abtastung eines mittels des Laserstrahls zu bearbeitenden Materialbereichs, wobei es sich bei dem zu bearbeitenden Material um lebende oder tote Materie handeln kann.
Lasersysteme., die kurzpulsige Strahlung im Femtosekundenbereich abgeben, wer- den in der Augenchirurgie unter anderem zur Anbringung intrageweblicher Inzisio- nen in der Kornea, aber auch in der humanen Linse angewendet. Der dabei genutzte Effekt ist der optische Durchbruch, der zu einer sogenannten Photodisruption des bestrahlten Gewebes führt. Zur Erzeugung solcher Photodisruptionen ist eine vergleichsweise starke Fokussierung des Laserstrahls erforderlich, die durch eine entsprechend hohe Apertur der zur Fokussierung verwendeten Fokussieroptik erzielt wird. Die Fokussieroptik ist bei bekannten ophthalmologischen Fs-Lasersyste- men üblicherweise von einem sogenannten F-Theta-Objektiv gebildet, das eine Planfeldabbildung gewährleistet und unerwünschte Verschiebungen des Strahlfokus in z-Richtung beim Scannen des Laserstrahls vermeidet.
In der Ophthalmologie haben Fs-Lasersysteme einen festen Platz beispielsweise bei LASIK-Anwendungen, wobei LASIK für Laser in situ Keratomileusis steht und eine korneale Behandlungstechnik zur Behebung von Fehlsichtigkeiten bezeichnet, bei der zunächst ein noch teilweise mit dem Komeagewebe zusammenhängendes Deckelscheibchen (der sogenannte Flap) an der Korneaoberfläche herausgeschnitten wird, dieser Flap sodann zur Seite geklappt wird und anschließend das nach Wegklappen des Flaps freiliegende Stromagewebe nach Vorgabe eines patientenindividuell ermittelten Ablationsprofils mit kurzwelligem Laserlicht, beispielsweise einem bei 193 nm strahlenden Excimer-Laser, ablatiert wird. Das Fs-Lasersystem wird hierbei zur Anbringung des Flapschnitts eingesetzt.
Für die Erzeugung des Flapschnitts ist es bekannt, die Kornea des zu behandelnden 5 Auges mittels einer aufgedrückten Applanationsplatte einzuebnen und den Strahlfokus innerhalb der Kornea in einer Ebene flächenhaft zu führen. Wegen der von dem F-Theta-Objektiv geleisteten Planfeldabbildung bedarf es hierbei keiner z- Verschiebung des Strahlfokus. Nur im Randbereich des Flaps kann eine Verschiebung der Fokusorte in z-Richtung notwendig sein, will man den Randschnitt des lo Flaps nach oben aus dem Stroma herausführen.
Zur Fokusverschiebung in z-Richtung sind im Stand der Technik verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden. WO 03/032803 A2 sieht vor, das Fokussierobjektiv als Ganzes in Richtung der z-Achse, d.h. längs des Strahlengangs, zu verschieben. i5 Eine Abwandlung hiervon wäre es, das Fokussierobjektiv als Zoom-Objektiv auszuführen. Beide Methoden haben jedoch den Nachteil, dass die mechanische Verschiebung bzw. die Zoom-Einstellung des Fokussierobjektivs sehr präzise erfolgen muss, da sich diese in eine l:l-Verstellung des Fokusorts transformiert. Für eine gewünschte Fokusverschiebung um einige wenige μm zwischen aufeinander fol-
2o genden Pulsen des Laserstrahls wäre deshalb eine entsprechend schnelle mechanische Verschiebung des Fokussierobjektivs bzw. einer Zoom-Linse des Objektivs um die gleiche Wegstrecke erforderlich. Herkömmliche mechanische Antriebe eignen sich hierfür nicht. 5 Eine alternative Lösung ist in DE 10 2005 013 949 Al gezeigt. Das dortige Lasersystem weist eine als Teleskop ausgebildete, zweilinsige Aufweitungsoptik (Beam Expander), einen nachgeschalteten Scanner sowie im Anschluss an den Scanner eine Fokussierlinse auf. Die als Konkavlinse ausgeführte Eingangslinse der Aufweitungsoptik ist mittels eines Linearantriebs in Strahlrichtung, d.h. in z-Richtung,0 verschiebbar. Eine solche Verschiebung der Eingangslinse verändert die Divergenz des aus der Aufweitungsoptik austretenden Laserstrahls. Bei gleichbleibender Position der Fokussierlinse (F-Theta-Objektiv) verlagert sich so der Fokusort in z- Richtung. 5 Ein Vorteil dieser Lösung gegenüber einer z-Verschiebung der Fokussieroptik liegt in der besseren Reproduzierbarkeit und höheren Verschiebegenauigkeit, weil das optische Abbildungssystem den Verschiebeweg der Eingangslinse des Beam Expanders auf einen beispielsweise um den Faktor 10 kleineren Verschiebungsweg des Fokusorts heruntertransformiert. Allerdings setzt die erzielbare Verstellgeschwindigkeit der Eingangslinse der in die Fokusebene transformierten Verschiebegeschwindigkeit des Strahlfokus Grenzen. Für einen dreidimensionalen Schnitt, wie er beispielsweise für eine korneale Lentikelextraktion erforderlich ist, ist die Methode der Fokusverstellung gemäß DE 10 2005 013 949 Al zwar deutlich schneller als die in WO 03/032803 A2 gezeigte Methode, einfach deshalb, weil im Fall der Verstellung der Eingangslinse des Beam Expanders die zu bewegenden Massen wesentlich geringer sind als im Fall der Verstellung der gesamten Fokussieroptik. Gängige Fokussieroptiken können ohne weiteres mehrere Kilogramm wiegen, die dann noch erschütterungsfrei verfahren werden müssen. Die Eingangslinse des Beam Expanders hingegen kann eine vergleichsweise kleine Apertur besitzen und dementsprechend klein und leicht sein. Dennoch genügen herkömmliche Linearantriebe nicht den Anforderungen, will man in akzeptabel kurzer Zeit mit einem hinreichend hoch repetierenden Laser einen intrakornealen Lentikelschnitt oder eine andere dreidi- mensionale Inzision ausführen. Die für eine sichere, kippfreie Führung der Eingangslinse des Beam Expanders möglichen Verstellgeschwindigkeiten liegen bei herkömmlichen Linearantrieben beispielsweise zwischen etwa 1 und 3 mm/s, möglicherweise sind auch bis zu 5 mm/s mit vertretbarem Aufwand für die mechanische Führung der Eingangslinse machbar. Für einen Lentikelschnitt würden jedoch bei Verwendung eines im zwei- bis dreistelligen kHz-Bereich oder sogar noch höher repetierenden Fs-Lasers bei gleichem Prinzip der z-Fokusverstellung Verstellgeschwindigkeiten der Eingangslinse von mindestens 10 mm/s und darüber nötig sein, die mit marktgängig erhältlichen Linearantriebssystemen nicht erreichbar sind, zumindest nicht mit solchen Systemen, die die Anforderungen an die Einstell- genauigkeit und Führungspräzision erfüllen.
Als Abwandlung zu einer Linearverschieblichkeit der Eingangslinse des Beam Expanders sieht DE 10 2005 013 949 Al die Anbringung von zwei Hohlspiegeln im Strahlengang zwischen Laser und Scanner vor, wobei durch Abstandsänderung der Hohlspiegel voneinander die Divergenz des Laserstrahls und dadurch dessen Fokuslage in z-Richtung variierbar ist. Auch hier bestehen vergleichbare Limitierungen in der Geschwindigkeit der mechanischen Verstellung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein optisches Abbildungssystem zu schaffen, das sich besser für eine dreidimensionale Fokusführung in der Materialbearbeitung und insbesondere in der Ophthalmologie eignet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein optisches Abbildungssystem mit mindestens einem deformierbaren Spiegel und einer mit dem Spiegel gekoppelten Stell- und Steueranordnung vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, durch Verformung des Spiegels den bildseitigen Brennpunkt des Abbildungssystems in 5 Strahlausbreitungsrichtung zu verschieben, insbesondere nach Maßgabe eines vorgegebenen Brennpunktverschiebungsprofils.
Deformierbare Spiegel und ihr Einsatz in Lasersystemen sind als solche bekannt. Beispielsweise kann diesbezüglich auf S. Menn, P. Bierden, „Spieglein, Spieglein ..., lo Technologische Fortschritte und Anwendungen verformbarer Mikrospiegel" in La- ser+Photonik 4/2007, Seiten 18-22, verwiesen werden. Insbesondere können deformierbare Spiegel nach den Angaben in diesem Artikel in fünf verschiedene Grundvarianten eingeteilt werden, nämlich verformbare MEMS-Spiegel (MEMS: mikro-elektromechanisches System), piezoelektrische deformierbare Spiegel, ver- i5 formbare Membranspiegel, bimorphe verformbare Spiegel und ferromagnetische verformbare Spiegel. Eine Einschränkung der Erfindung auf bestimmte dieser verschiedenen Spiegeltypen ist nicht vorgesehen. Grundsätzlich sind beliebige deformierbare Spiegel einsetzbar, die im Umfeld von Lasersystemen eine gewünschte Veränderung der Wellenfront eines einfallenden Laserstrahls gestatten= Durch Ver- o wendung deformierbarer (adaptiver) Spiegel in der Strahlführung eines Fs-Lasers ist eine deutlich schnellere z-Verschiebung des Strahlfokus im Vergleich zu herkömmlichen mechanischen Linearverstellsystemen realisierbar, beispielsweise um näherungsweise eine Größenordnung schneller. 5 Ein bekanntes Anwendungsgebiet adaptiver Spiegel ist beispielsweise in der astronomischen Beobachtung. Dort werden gestörte Wellenfronten mittels adaptiver Spiegel in ebene Wellenfronten gewandelt und damit die Bildqualität des durch atmosphärische Störungen beeinträchtigten empfangenen Lichts verbessert. Im Unterschied hierzu strebt die Erfindung nicht danach, unerwünschte Wellenfront-o Störungen durch entsprechende Verformung eines deformierbaren Spiegels zu beseitigen. Stattdessen zielt die Erfindung darauf ab, durch gezielte Einstellung eines deformierbaren Spiegels die Wellenfront eines auf den Spiegel einfallenden Laserstrahls so zu verformen, dass sich der bildseitige Brennpunkt des Abbildungssystems und damit der Strahlfokus in gewünschter Weise in z-Richtung verschiebt.5 Vorzugsweise ist die Stell- und Steueranordnung dabei dazu eingerichtet, den Spiegel in eine solche Form einzustellen, dass eine einfallende im wesentliche ebene Welle in eine reflektierte Welle mit im wesentlichen gleichmäßig gekrümmter Wellenfront umgewandelt wird, wobei die Stärke der Wellenfrontkrümmung von der gewünschten Lage des Brennpunkts in Strahlausbreitungsrichtung abhängt. Die Gleichmäßigkeit der Wellenfrontkrümmung ist wünschenswert für eine hohe Strahlqualität im Fokus. Die Erfindung kehrt somit quasi die übliche Verwendung adaptiver Spiegel zur Verbesserung der Ebenheit der Wellenfront um und erzeugt aus einer näherungsweise ebenen Wellenfront gezielt eine definierte, stetig veränderbare Wellenfrontkrümmung. Die erzeugte Wellenfrontkrümmung kann eine Divergenzerhöhung oder -Verminderung bedeuten, so dass sich der Strahlfokus ausgehend von einer vorgegebenen Nullposition in der einen oder der anderen Richtung verschiebt.
Der deformierbare Spiegel kann bei einer Ausführungsform in Strahlausbreitungsrichtung vor einem Teleskop angeordnet sein. Bei einer anderen Ausführungsform kann er dagegen nach einem Teleskop, jedoch vor einer mindestens einlinsigen Fokussieroptik und vorzugsweise vor einem Scanner angeordnet sein. Es ist gemäß noch einer anderen Ausführungsform außerdem vorstellbar, eine Strahlaufwei- tungsoptik aus zwei Spiegeln aufzubauen und einen der Spiegel als adaptiven deformierbaren Spiegel auszuführen, mittels dessen eine gewünschte Divergenz in den Strahl eingebracht werden kann.
Die durch die Erfindung ermöglichte schnelle Fokusverschiebung in z-Richtung macht sie besonders attraktiv für die Anwendung bei solchen ophthalmologischen Anwendungen, die mit hochrepetierender fokussierter Fs-Laserstrahlung arbeiten und für kurze Behandlungszeiten eine schnelle dreidimensionale Schnittführung anstreben. Dementsprechend ist nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung eine Einrichtung für die laserchirurgische Ophthalmologie vorgesehen, mit einer Quelle für einen gepulsten Femtosekunden-Laserstrahl, einer den Laserstrahl aufweitenden Strahlaufweitungsoptik, einem der Strahlaufweitungsoptik nachgeschalteten Scanner zur Ablenkung des Laserstrahls in einer zum Strahlengang senkrechten Ebene und einer dem Scanner nachgeschalteten Fokussieroptik zur Fokussie- rung des Laserstrahls, wobei die Einrichtung einen in Strahlausbreitungsrichtung zwischen der Laserquelle und der Fokussieroptik angeordneten deformierbaren Spiegel sowie eine mit dem Spiegel gekoppelte programmgesteuerte Stell- und Steueranordnung aufweist, welche dazu eingerichtet ist, nach Maßgabe eines vorgegebenen, im Auge eines Patienten zu realisierenden und durch ein Steuerpro- gramm repräsentierten Schnittprofils den Spiegel für eine Verschiebung des
Strahlfokus in Richtung des Strahlengangs zu verformen. Die Stell- und Steueranordnung kann dabei zur derartigen Steuerung des Spiegels eingerichtet sein, dass der Strahlfokus des Laserstrahls in Richtung des Strahlengangs um mindestens 100 μm, besser mindestens 150 μm, noch besser mindestens 200 μm verschiebbar ist, und zwar allein durch entsprechende Steuerung des deformierbaren Spiegels ohne Justierung der Fokussieroptik oder anderer Komponenten des optischen Abbildungssystems.
Eine mögliche Anwendung, die von der schnellen dreidimensionalen Schnittführung der Erfindung profitieren kann, ist die korneale Lentikelextraktion, bei der zur Refraktionskorrektur der Kornea ein angenähert linsenförmiges Volumenelement aus dem Stroma der Kornea herausgeschnitten wird. Hierfür ist eine präzise und schnelle dreidimensionale Positionierung der Foki der Fs-Laserpulse wichtig. In x-y- Richtung ist dies durch einen entsprechend schnellen Betrieb des Scanners kein Problem. Beispielsweise sind herkömmliche Spiegelscanner, die nach dem Galvanometerprinzip arbeiten, ohne weiteres in der Lage, die erforderlichen Ablenkungen auch bei Pulsrepetitionsraten im MHz-Bereich zu gewährleisten. In z-Richtung ist durch die Verwendung eines deformierbaren Spiegels ohne Weiteres ein Hub des Strahlfokus im hohen zweistelligen bis hin in den dreistelligen μm-Bereich innerhalb von einigen Millisekunden oder zumindest einigen wenigen 10 Millisekunden möglich. Dies erlaubt es beispielsweise, für eine korneale Lentikelextraktion den vollständigen Lentikelschnitt je nach Größe des Lentikels in wenigen Minuten (z.B. 2-4 Minuten) oder sogar in weniger als 1 Minute auszuführen, was die Unannehmlichkeiten, die der Patient bei einer solchen Operation erfährt, auf möglichst kurze Zeitdauern beschränkt. Zudem eröffnet die Erfindung den Weg zu Refraktionskorrekturen des Auges ohne den bisher üblichen Einsatz eines Excimer-Lasers, denn die hohe Präzision und Reproduzierbarkeit der z-Positionierung des Strahlfo- kus macht eine genau auf die zu behebende Fehlsichtigkeit abgestimmte Schnittführung bei der Lentikelextraktion möglich.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch im Schnitt einen die Kornea umfassenden Teil des humanen Auges mit einem angedeuteten kornealen Lentikelschnitt,
Fig. 2 schematisch ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung für die laser- chirurgische Ophthalmologie,
Fig. 3 eine erste Abwandlung einer solchen laserchirurgischen ophthalmologischen Einrichtung und Fig. 4 eine weitere Abwandlung.
Es wird zunächst auf Fig. 1 verwiesen. Dort ist in einer Schnittdarstellung die mit 10 bezeichnete Kornea eines humanen Auges gezeigt. Die optische Achse (Sehachse) des Auges ist strichpunktiert eingezeichnet und mit 12 bezeichnet. Die Kornea 10 weist eine anteriore Oberfläche 14 sowie eine posteriore Oberfläche 16 auf. Ihre Dicke d liegt beim typischen menschlichen Auge im Bereich um 500 μm, wobei von Mensch zu Mensch selbstverständlich Abweichungen nach oben oder unten möglich sind. Die Sclera und der Limbus des Auges sind in Fig. 1 bei 18 angedeutet, der Limbusrand ist mit 20 bezeichnet.
Gestrichelt eingezeichnet ist in Fig. 1 ferner ein durch Behandlung mit fokussierter Fs-Laserstrahlung herauszuschneidendes intrakorneales, genauer intrastromales Lentikel 22, das anschließend durch eine in die Kornea 10 seitlich einzubringende Öffnung herausoperiert wird. Auch diese Öffnung kann mittels eines Laserschnitts erzeugt werden. Die Femtosekunden-Lentikelextraktion gestattet eine Korrektur von Fehlsichtigkeiten, wie beispielsweise Myopie und myoper Astigmatismus. Üblicherweise wird das Lentikel 22 durch einen im wesentlichen ebenen rückseitigen Schnitt 24 und einen gekrümmten vorderseitigen Schnitt 26 erzeugt. Der Lentikel- durchmesser - in Fig. 1 mit a bezeichnet - liegt beispielsweise im Bereich zwischen etwa 6 und 8 mm, während die mit b bezeichnete typische Lentikeldicke beispielsweise etwa 80-100 μm beträgt. Mit diesen Werten der Lentikeldicke sind Fehlsichtigkeiten von etwa -5 dpt bis -6 dpt korrigierbar. Es versteht sich, dass sowohl der Lentikeldurchmesser als auch die Lentikeldicke je nach Stärke der zu korrigierenden Fehlsichtigkeit variieren können. Jedenfalls wird aber die Lentikeldicke regelmäßig einige mehrere 10 μm betragen, was in Verbindung mit einer näherungsweise ebenen Lentikelunterseite (definiert durch den rückwärtigen Lentikelschnitt 24) bedeutet, dass bei einem Linienscan eines Laserstrahls über den Lentikelgipfel hinweg (also dort, wo das Lentikel 22 die größte Dicke hat) der Strahlfokus des Laserstrahls einen der Lentikeldicke entsprechenden Hub in Strahlausbreitungsrichtung ausführen muss.
Es wird nun zusätzlich auf Fig. 2 verwiesen. Die dort gezeigte Lasereinrichtung um- fasst eine beispielsweise von einem Faserlaser gebildete Femtosekunden-Laser- quelle 28, die gepulste Laserstrahlung 30 mit Pulsdauern im Femtosekundenbereich und einer Pulswiederholrate erzeugt, die vorzugsweise im hohen zweistelligen bis hin in den dreistelligen kHz-Bereich oder sogar im MHz-Bereich liegt. Der erzeugte Laserstrahl wird von einer Aufweitungsoptik 32 aufgeweitet. In Strahlausbreitungsrichtung vor der Aufweitungsoptik 32 befindet sich ein aktiver, deformierbarer Spiegel 34, dessen Verformungszustand mittels einer allgemein mit 36 bezeichneten Aktoranordnung einstellbar ist, die ihrerseits von einer programmgesteuerten Steuereinheit 38 gesteuert ist. Der Spiegel 34 besitzt eine Vielzahl individuell mittels der Aktoranordnung 36 justierbarer Spiegelfacetten, wobei die Aktoranordnung 36 beispielsweise Piezo-Stellelemente, MEMS-Stellelemente, DMD-Stellelemente (DMD: Digital Micromirror Device) oder LCD-Stellelemente (LCD: Liquid Crystal Device) aufweisen kann.
Dem Spiegel 34 vorgeschaltet ist im gezeigten Beispielfall noch ein passiver Umlenkspiegel 40, der jedoch keine oder zumindest keine wesentliche Wirkung auf die Wellenfrontcharakteristik und damit die Divergenz des Laserstrahls 30 hat.
Der von der Aufweitungsoptik 32 aufgeweitete Laserstrahl - bezeichnet mit 42 - gelangt anschließend zu einem Scanner (Abtaster) 44, welcher die Aufgabe hat, den Laserstrahl 42 in einer zur Strahlausbreitungsrichtung (z-Richtung; vgl. das in Fig. 2 ebenfalls eingezeichnete Koordinatensystem) orthogonalen x-y-Ebene abzulenken und hierdurch den zu behandelnden Bereich des Auges mit dem Laserstrah! zu überstreichen. Der Scanner funktioniert im gezeigten Beispielfall nach dem Galvanometerprinzip und ist von zwei durch die Steuereinheit 38 steuerbaren, kippbaren Ablenkspiegeln 46, 48 gebildet. Es versteht sich, dass nach anderen Prinzipien arbeitende Scanner (z.B. Abtastung mittels eines geeignet steuerbaren Kristalls) gleichermaßen möglich sind.
Dem Scanner 44 ist ein Fokussierobjektiv 50 nachgeschaltet, insbesondere ein F- Theta-Fokussierob-jektiv, welches den Laserstrahl auf einen Fokusort 52 fokussiert. Im gezeigten Beispielfall ist das Fokussierobjektiv 50 mit zwei Linsen 54, 56 ausgeführt. Es versteht sich freilich, dass das Objektiv 50 mit beliebigen anderen Linsen- zahlen ausgeführt sein kann. Die Ausführung des Fokussierobjektivs 50 als F-
Theta-Objektiv bewirkt eine Planfeldabbildung, bei der unabhängig vom Ablenkwinkel des Laserstrahls der Fokusort 50 stets in einer zur z-Richtung orthogonalen Ebene liegt.
Die Strahlaufweitungsoptik 32 ist im gezeigten Beispielfall von einem Galilei-Teleskop mit einer Eingangslinse 58 negativer Brechkraft (Konkavlinse) und einer Aus¬ trittslinse 60 positiver Brechkraft (Sammellinse) gebildet. Alternativ ist auch eine Keppler-Ausführung des Teleskops mit zwei Konvexlinsen möglich. Der auf den Spiegel 34 einfallende Laserstrahl 30 besitzt eine im wesentlichen ebene Wellenfront, die gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine vorgegebene Referenzlage (Nulllage) des Fokusorts 52 im wesentlichen ohne Krümmungseinfluss an dem Spiegel 34 reflektiert wird und deshalb ihre ebene Wellenfront im wesentlichen beibehält. Für eine Verschiebung des Fokusorts 52 in z-Richtung aus dieser Nulllage heraus kann die Steuereinheit 38 unter Zwischenschaltung der Aktoranordnung 36 den Spiegel 34 so einstellen, dass die ebene Wellenfront des einfallenden Laserstrahls 30 in eine im wesentlichen gleichmäßig gekrümmte Wellenfront umgewandelt wird. Je nach Ausprägung der Wellenfrontkrümmung kann dies den Laserstrahl divergent oder konvergent machen. Diese Änderung der Strahldivergenz führt zu einer Verschiebung des Fokusorts 52 in z-Richtung bei ansonsten positionsfest angeordneter Aufweitungsoptik 32 und gleichermaßen unbewegtem Fokussierobjektiv 50.
Die Steuereinheit 38 steuert die Aktoranordnung 36 und damit den Verformungszustand des Spiegels 34 nach Maßgabe des im Auge zu realisierenden Schnittprofils. Ein entsprechendes Steuerprogramm für die Steuereinheit 38 ist in einem nicht näher dargestellten Speicher abgelegt. Das Schnittprofi! bzw. das Steuerprogramm geben vor, wie der Brennpunkt des optischen Abbildungssystems für verschiedene Orte in der x-y-Ebene in z-Richtung zu verschieben ist und sind insofern Repräsentanten eines Brennpunktverschiebungsprofils im Sinne der Erfindung. Die Präzision und Geschwindigkeit, mit der geeignete Aktoren für den Spiegel 34 angesteuert und betätigt werden können, erlaubt es, z-Hübe des Strahlfokus im Bereich von einigen 10 μm innerhalb von einigen 10 ms bis hin zu wenigen ms zu erzielen. Der Fokus des F-Theta-Objektivs 50 kann somit in Zeiten verstellt werden, die für einen effektiven schnellen Lentikelschnitt mit einem Fs-Lasersystem nötig sind. Beispielsweise kann ein vollständiger Linienscan mit einem z-Hub des Strahlfokus von etwa 100 μm ohne weiteres in einem Zeitraum zwischen etwa 10 ms und 40 ms, unter Umständen auch in weniger als 5 ms ausgeführt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Einsatz adaptiver, deformierbarer Spiegel im Strahlengang des Laserstrahls werden somit Fokushubfrequenzen erreicht, wie sie für eine sinnvolle Anwendung bei der Femtosekunden-Lentikelextraktion benötigt werden.
Bei den Abwandlungen gemäß Fig. 3 und 4 sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 2, jedoch ergänzt durch einen Kleinbuchstaben. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen wird auf die vorstehenden Erläuterungen zu Fig. 2 verwiesen, sofern sich nachstehend nichts anderes ergibt.
Auch das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 enthält einen adaptiven Spiegel 34a im Strahlengang des von der Laserquelle 28a ausgesendeten Laserstrahls. Allerdings befindet sich der adaptive Spiegel 34a in Strahlausbreitungsrichtung zwischen dem Teleskop 32a und dem Scanner 44a. Der aus dem Teleskop 32a austretende aufgeweitete Laserstrahlabschnitt 42a besitzt dementsprechend ebenso eine im wesentlichen ebene Wellenfront wie der Laserstrahl 30a auf der Eingangsseite des Teleskops 32a. Erst der von dem Spiegel 34a reflektierte, in den Scanner 44a eintretende Teil des Laserstrahls - bezeichnet mit 62a - besitzt je nach einzustellendem z-Ort des Strahlfokus eine gekrümmte Wellenfront, deren Krümmungsmaß von der gewünschten z-Lage des Strahlfokus abhängt.
Zur Vervollständigung sind in Fig. 3 weitere passive Umlenkspiegel 64a, 66a eingezeichnet, die jedoch keinerlei Einfluss auf die Divergenz des Laserstrahls haben.
Die Variante der Lasereinrichtung gemäß Fig. 4 kommt ohne ein Teleskop zur Strahlaufweitung des Laserstrahls aus. Stattdessen ist der adaptive Spiegel 34b selbst Teil einer Strahlaufweitungsoptik, die von einer Spiegelkombination gebildet ist, welche sich aus dem adaptiven Spiegel 34b und einem weiteren Spiegel 68b zusammensetzt. Der in Strahlausbreitungsrichtung des Laserstrahls 30b erstfolgende Spiegel dieser Spiegelkombination ist ein Konvexspiegel, während der zweitfolgende Spiegel ein Konkavspiegel ist. Im gezeigten Beispielfall bildet der deformier- bare Spiegel 34b den Konvexspiegel, während der Spiegel 68b den Konkavspiegel bildet und als statischer Spiegel ausgeführt ist, dessen Spiegelfläche nicht adaptiv ist. Es versteht sich, dass in einer modifizierten Ausführungsform der zweitfolgende, konkave Spiegel der Spiegelkombination adaptiv ausgeführt sein kann, während der erstfolgende Spiegel statisch ist.
Die Spiegelkombination 34b, 68b bewirkt eine Strahlaufweitung in vergleichbarer Weise wie ein Teleskop. Durch geeignete Ansteuerung der Facetten des adaptiven Spiegels 34b kann in ähnlicher Weise wie bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 und 3 eine Divergenzänderung des Laserstrahls hervorgerufen werden, die eine entsprechende Verschiebung des Fokusorts 52b in z-Richtung bewirkt.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist wegen seiner besonders einfachen Strahlführung vorteilhaft. Außerdem ist es möglich, eventuell auftretende Abbildungsfehler (Koma und Astigmatismus) durch den deformierbaren Spiegel 34b auch in Nullstellung zu kompensieren. Der Begriff der Nullstellung meint dabei einen Referenzzustand, in dem der Fokusort 52b eine definierte z-Referenzlage einnimmt. Die Verwendung einer reflektiven Optik für die Strahlaufweitung anstelle einer trans- missiven ist besonders bei Wellenlängen kürzer als 400 nm für den Lentikelschnitt von Vorteil.
In den soweit beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der adaptive Spiegel 34, 34a, 34b vorzugsweise ein DMD-Typ (DMD: Digital Micromirror Device) oder ein LCOS-Typ (LCOS: Liquid Crystal Optical System) oder ein piezoelektrisch gesteuerter Spiegel. Andere Arbeits- und Stellprinzipien für den deformierbaren Spiegel sollen hierbei jedoch ausdrücklich nicht ausgeschlossen sein.

Claims

Patentansprüche
1. Optisches Abbildungssystem mit mindestens einem deformierbaren Spiegel (34) 5 und einer mit dem Spiegel gekoppelten Stell- und Steueranordnung (36, 38), welche dazu eingerichtet ist, durch Verformung des Spiegels den bildseitigen Brennpunkt (52) des Abbildungssystems in Strahlausbreitungsrichtung zu verschieben, insbesondere nach Maßgabe eines vorgegebenen Brennpunktverschiebungsprofils.
lo 2. Optisches Abbildungssystem nach Anspruch 1, wobei die Stell- und Steueranordnung (36, 38) dazu eingerichtet ist, den Spiegel (34) in eine solche Form einzustellen, dass eine einfallende im wesentliche ebene Welle in eine reflektierte Welle mit im wesentlichen gleichmäßig gekrümmter Wellenfront umgewandelt wird, wobei die Stärke der Wellenfrontkrümmung von der gewünschten Lage des Brennpunkts (52) i5 in Strahlausbreitungsrichtung abhängt.
3. Optisches Abbildungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Spiegel (34) in Strahlausbreitungsrichtung vor einem Teleskop (32) angeordnet ist. 0
4. Optisches Abbildungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Spiegel (34a) in Strahlausbreitungsrichtung nach einem Teleskop (32a), jedoch vor einer mindestens einlinsigen Fokussieroptik (50a) und vorzugsweise vor einem Scanner (44a) angeordnet ist.
5 5. Optisches Abbildungssystem nach Anspruch 1 oder 2, umfassend eine von dem deformierbaren Spiegel (34b) und einem weiteren, insbesondere statischen Spiegel (68b) gebildete Strahlaufweitungsoptik.
6. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der de-o formierbare Spiegel (34) ein DMD-Typ oder ein LCOS-Typ oder ein piezoelektrisch gesteuerter Typ ist.
7. Verwendung des optischen Abbildungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Femtosekunden-Laser bei der Bearbeitung eines lebenden oder toten5 Materials, insbesondere in der Hornhautchirurgie.
8. Einrichtung für die laserchirurgische Ophthalmologie, mit einer Quelle (28) für einen gepulsten Femtosekunden-Laserstrahl, einer den Laserstrahl aufweitenden Strahlaufweitungsoptik (32), einem der Strahlaufweitungsoptik nachgeschalteten Scanner (44) zur Ablenkung des Laserstrahls in einer zum Strahlengang senkrechten Ebene und einer dem Scanner nachgeschalteten Fokussieroptik (50) zur Fokus- sierung des Laserstrahls, wobei die Einrichtung einen in Strahlausbreitungsrichtung zwischen der Laserquelle und der Fokussieroptik angeordneten deformierbaren Spiegel (34) sowie eine mit dem Spiegel gekoppelte programmgesteuerte Stell- und Steueranordnung (36, 38) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, nach Maßgabe eines vorgegebenen, im Auge eines Patienten zu realisierenden Schnittprofils den Spiegel für eine Verschiebung des Strahlfokus in Richtung des Strahlengangs zu verformen.
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