[发明专利]用相干光学干涉测量装置校准激光设备的脉冲能量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对提供脉冲工作激光辐射的激光设备的脉冲能量进行校准的方法。在该方法中，借助于工作激光辐射对一个以上测试对象进行多次测试切削，特别是多脉冲测试切削，每次测试切削采用不同的脉冲能量。对每次测试切削的切削深度进行测量，并基于所测得的切削深度和指定设定点切削深度来确定相关联的设定点脉冲能量。在激光设备上设定该设定点脉冲能量。

本发明还涉及一种实施工作激光的能量校准的激光设备。

背景技术

上述方法及以上提及的激光设备用在屈光眼科激光手术等领域中。

屈光激光手术在这里应当被理解为借助于激光辐射来改变被称为“眼睛”的光学系统的成像特性。所辐射的激光辐射与眼的相互作用改变了眼睛的一个以上部分的屈光特性。由于角膜决定眼睛的成像特性，因此在很多情况下，眼部激光手术包括对角膜的工作。通过有针对性地去除材料(材料切削)，导致角膜的形状改变。因此，也使用术语“角膜整形”。

屈光眼科手术的一个重要例子是LASIK(准分子激光角膜原位磨镶术)，其中将角膜组织去除(切削)以对角膜整形，从而矫正视觉缺陷。经常使用UV范围(通常为193nm)内的受激准分子激光对角膜组织进行切削。激光辐射以使得在角膜的所选位置处切削指定量的组织的方式来针对时间和位置被引导到眼睛上。这种切削由所谓的切削轮廓来描述，即切削轮廓表示在角膜的每个点处要完成的切削。

通常在对待矫正的眼睛实施手术介入之前计算切削轮廓。该计算基于对当前状态下的眼睛的测量。对于眼睛的测量，现有技术已知各种技术，特别是地形图仪(所谓的角膜地形图仪)、波前分析仪、沙伊姆弗勒(Scheimpflug)设备、测厚仪和主观屈光确定。

切削轮廓被计算出来，以便在手术之后，对于经治疗的眼睛来说角膜具有最佳的形状，并且眼睛以前存在的光学成像误差得到尽可能的矫正。很久以前专家们就已经可以利用合适的方法来计算切削轮廓。

当已经确定了待治疗的眼睛的切削轮廓时，接下来要计算以何种方式能够利用可用的激光辐射来最佳地实现期望的去除。为此，必须找到并考虑激光脉冲的能量密度与它所实现的材料去除之前的关系。该关系形成对用作用以作用于材料的工作激光进行校准和材料的限定去除的基础。除了激光脉冲的能量密度之外，一系列其他参数，例如材料特性本身、材料温度、表面形状等，也会影响材料去除的量，但这里将主要考虑脉冲能量的变化。激光脉冲的控制程序在假定每个脉冲具有指定、恒定去除量的基础上计算。因此，重要的是应当在激光系统上精确地设定精确地实现假定/需要去除的能量。

在眼科手术中，已知各种针对脉冲激光对其作用于的材料的效果对激光进行能量校准的方法。

在第一种方法中，借助于待校准的激光束对特定电容器箔实施切削。这种切削导致颜色变化，而之后该颜色变化用作对已施加于箔以对其进行切削的能量的测量。

在能量校准的另一种方法中，对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的样本施加折射切削。然后利用顶点折射计来确定在切削位置处折射的改变。

另外，还开发出一种在PMMA能流测试圆盘上实施限定测试切削的方法。“能流”在这里被理解为单位面积的激光束的能量。测试切削的切削深度借助于机械探针来测量。如果所确定的切削深度在指定的范围内，则激光系统的能量被正确地设定。

然而，以上提及的方法和相关联的系统具有多种缺点。例如，如果使用如上所述的PMMA的能流测试圆盘的机械测量，则使用者必须在每次切削和测量之后决定是必须对设定的能量进行调整还是设定的能量已经被正确地设定。为了使激光束的能量实现所需设定点值，使用者可能必须重复该过程数次。这对于必须通过增加或减少辐射能量来逼近最佳切削深度从而逐步得到所需辐射能量的使用者来说是相当复杂的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种避免了以上提及的缺点的改进的能量校准方法及相应的激光设备。

根据本发明，为此目的，在以上提及的方法中，规定借助于相干光学干涉测量设备测量切削深度。这使得对测试对象的切削位置进行无接触测量成为可能，从而满足了校准方法的自动化的一个前提。以此方式可以确定切削深度和测试对象与激光设备的距离。另外，在相干光学干涉测量方法中，可以以束引导方式在离测试对象一定距离处实施测量，从而将测量方法集成到提供脉冲工作激光辐射的现有激光设备中。