DE4111864A1 - Linsensystem zum fokussieren des ausgangsbuendels einer laserdiode - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiterlaserdi­ ode, und zwar insbesondere ein Linsensystem zum Fokussieren des Ausgangsbündels einer Hochleistungs-Laserdiode auf die Eingangsfläche einer optischen Faser oder eines Pinholes oder feinen Lochs.

Kürzlich wurde der Vertrieb einer Hochleistungs-Laserdiode aufgenommen, die eine Ausgangsleistung von etwa 1 W hat und aus einer GaAlAs-Laserdiode hergestellt ist bzw. als eine GaAlAs-Laserdiode ausgebildet ist. Die charakteristischen optischen Merkmale einer solchen Hochleistungs-Laserdiode seien nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert. Gemäß Fig. 1 ist eine Laserdiode 1 in einem Gehäuse, Bau­ stein o. dgl. (nicht gezeigt) eingebaut, und ein Laserbündel wird aus einem Fenster des Gehäuses, Bausteins o. dgl. her­ aus emittiert. Nun sei der Fall, in welchem die Laserdiode eine maximale Ausgangsleistung von 1 W hat, in einem Bei­ spiel erläutert. In diesem Falle beträgt die Breite a des lichtemittierenden Bereichs in der längsweisen Richtung ei­ nes emittierenden Bereichs 15 (diese Richtung wird nachste­ hend als "Parallelrichtung" bezeichnet) 200 µm, und die Höhe b des lichtemittierenden Bereichs in der zur längsweisen Richtung senkrechten Richtung des emittierenden Bereichs 15 (diese Richtung wird nachstehend als "senkrechte Richtung") bezeichnet, beträgt 1 µm. Wenn eine Bündeldivergenz, die für die Größe eines Fernfeldmusters indikativ ist, mittels der vollen Breite beim Halbmaximum (FWHM) gegeben ist, ist es weiterhin so, daß die Bündeldivergenz R_// in der Parallel­ richtung etwa 10° beträgt, und daß die Bündeldivergenz R_┴ in der senkrechten Richtung etwa 40° ist. Mit anderen Worten bedeutet das, daß die Höhe b des emittierenden Bereichs 15 in der senkrechten Richtung 1 µm ist, und demgemäß kann der emittierende Bereich 15 fast als eine Punktquelle betrachtet werden. Hingegen ist die Breite a des emittierenden Bereichs 15 in der Parallelrichtung 200 µm, und außerdem ist das Aus­ gangsbündel räumlich nicht kohärent, aber es erscheint wie von einem Faden emittiert. Diese Tatsache ist ein ernsthaf­ tes Hindernis, wenn es beabsichtigt ist, das Ausgangsbündel der Hochleistungs-Laserdiode auf einen kleinen Punkt oder Fleck zu fokussieren.

Bisher sind zwei Arten von Linsensystemen bekannt gewesen, die dazu verwendet werden, das Ausgangsbündel einer Hochlei­ stungs-Laserdiode zu fokussieren. Ein erstes dieser konven­ tionellen Linsensysteme sei zunächst unter Bezugnahme auf die Fig. 2A und 2B erläutert.

Fig. 2A ist eine Schnittansicht des ersten konventionellen Linsensystems gemäß einem Schnitt längs der senkrechten Richtung. Wie aus Fig. 2A ersichtlich ist, wird der emit­ tierende Bereich 15 einer Laserdiode 1 mittels einer Kolli­ mationslinse 20 und einer Fokussierungslinse 22 auf eine Brennebene 7 projiziert. Die Fig. 2B ist eine Schnittan­ sicht des ersten konventionellen Linsensystems gemäß einem Schnitt längs der Parallelrichtung. Aus Fig. 2B ist er­ sichtlich, daß ein Fernfeldmuster 16 der Laserdiode 1 in dem Brennpunkt 23 der Kollimationslinse 20 ausgebildet wird, und daß das obige bzw. vorstehende Bild mittels einer konvergen­ ten zylindrischen Linse 21, die Brechungskraft nur in der Parallelrichtung hat, und mittels der Fokussierungslinse 22 auf die Brennebene 7 projiziert wird.

Als nächstens sei ein zweites der konventionellen Linsensys­ teme unter Bezugnahme auf die Fig. 3A und 3B erläutert. Die Fig. 3A ist eine Schnittansicht des zweiten konventio­ nellen Linsensystems gemäß einem Schnitt längs der senkrech­ ten Richtung. Aus Fig. 3A ist ersichtlich, daß der emittie­ rende Bereich 15 der Laserdiode 1, wie in dem ersten konven­ tionellen Linsensystem, mittels einer Kollimationslinse 25 und einer Fokussierungslinse 27 auf die Brennebene 7 proji­ ziert wird. Die Fig. 3B ist eine Schnittansicht des zweiten konventionellen Linsensystems gemäß einem Schnitt längs der Parallelrichtung. Aus Fig. 3B ist ersichtlich, daß, obwohl der emittierende Bereich 15 der Laserdiode 1 mittels der Kollimationslinse 25 und der Fokussierungslinse 27, wie das in der senkrechten Richtung geschieht, auf die Brennebene 7 projiziert wird, ein Bündelexpander oder -dehner, der aus einem Paar Prismen 26 aufgebaut ist, zwischen der Kollima­ tionslinse 25 und der Fokussierungslinse 27 angeordnet ist, und demgemäß ist die Projektionsvergrößerung in der Paral­ lelrichtung geringer als in der senkrechten Richtung.

Zunächst sei ein wesentlicher Nachteil des ersten konventio­ nellen Linsensystems nachstehend erläutert. In der Parallel­ richtung wird ein Fernfeldmuster 16 der Laserdiode 1 auf die Brennebene 7 projiziert. Demgemäß wird die Größe des Bündel­ punkts 8, der in der Brennebene 7 ausgebildet wird, in der Parallelrichtung durch die Größe des Fernfeldmusters 16 in der Parallelrichtung bestimmt, d. h. durch die Bündeldiver­ genz R_// in der Parallelrichtung. Generell nimmt R_// zu, wenn die Ausgangsleistung der Laserdiode 1 größer ist. In dem Fall, in welchem die Eingangsfläche einer optischen Fa­ ser oder eines Pinholes oder feinen Lochs in der Brennebene 7 angeordnet wird, nimmt demgemäß die Transmittanz oder die Durchlässigkeit der optischen Faser oder des Pinholes oder feinen Lochs ab, wenn die Ausgangsleistung der Laserdiode 1 größer gemacht wird.

Übrigens ist es bei dem zweiten konventionellen Linsensystem so, daß der emittierende Bereich 15 der Laserdiode 1 sowohl in der Parallelrichtung als auch in der senkrechten Richtung auf die Brennebene 7 projiziert wird. Selbst wenn die Aus­ gangsleistung der Laserdiode 1 erhöht wird, wird die Größe des emittierenden Bereichs 15 an der Ausgangsfläche 2 der Laserdiode 1 im wesentlichen konstant gehalten, und infolge­ dessen wird auch die Größe des Bündelpunkts 8 auch im we­ sentlichen konstant gehalten.

Als nächstes sei ein wesentlicher Nachteil des zweiten kon­ ventionellen Linsensystems erläutert. Es sei der Fall be­ trachtet, in welchem die Eingangsfläche einer optischen Fa­ ser oder eines Pinholes oder feinen Lochs in der Brennebene 7 angeordnet ist, und in welchem ein zusätzliches Linsensy­ stem hinter der Ausgangsfläche der optischen Faser oder des Pinholes oder feinen Lochs angeordnet ist. Wenn das auf die Brennebene 7 auftreffende Laserbündel einen kleinen Konver­ genzwinkel hat, hat das von der optischen Faser oder dem Pinhole oder feinen Loch ausgehende Laserbündel einen klei­ nen Divergenzwinkel. Demgemäß kann ein Linsensystem, das eine kleine numerische Apertur hat, als das zusätzliche Lin­ sensystem verwendet werden, welches hinter der optischen Fa­ ser oder dem Pinhole oder feinen Loch angeordnet ist. Das bedeutet, daß es in vielen Fällen vorteilhaft ist, wenn das auf die Brennebene 7 auftreffende Laserbündel einen kleinen Konvergenzwinkel hat. In dem zweiten konventionellen Linsen­ system hat jedoch das auf die Brennebene 7 auftreffende La­ serbündel aus dem nachfolgend dargelegten Grund einen großen Konvergenzwinkel in der Parallelrichtung.

Die Fig. 4 ist eine Schnittansicht der Laserdiode 1 gemäß einem Schnitt längs der Parallelrichtung. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Konturen BC und BG des Laserbündels, das von einem Punkt B, der von der optischen Achse AF ab­ weicht, emittiert wird, jeweils parallel zu den Konturen AD und AH eines Laserbündels sind, das von einem auf der opti­ schen Achse AF liegenden Punkt A emittiert wird, und der Hauptstrahl BE des von dem Punkt B emittierten Laserbündels ist parallel zu der optischen Achse AF. Der Divergenzwinkel dieses einen auf die Brennebene 7 auftreffenden Laserbün­ dels, welches von dem Punkt A auf der optischen Achse AF emittiert wird, wird nur durch den Divergenzwinkel < DAH des Laserbündels und der Projektionsvergrößerung des Linsensys­ tems bestimmt. Obwohl es unmöglich ist, den Konvergenzwinkel des Gesamtlaserbündels, das auf die Brennebene 7 auftrifft, kleiner als denjenigen des Laserbündels zu machen, welches von dem Punkt A emittiert wird und auf die Brennebene 7 auf­ trifft, kann der Konvergenzwinkel des ersteren Laserbündels auf denjenigen des letzteren Laserbündels vermindert werden, indem der Hauptstrahl BE parallel zu der optischen Achse in der Brennebene 7 gemacht wird, d. h. durch Ausbilden eines teleskopischen optischen Systems oder eines optischen Fern­ rohrsystems von bzw. aus dem Linsensystem in der Parallel­ richtung. Umgekehrt gesprochen, ist es so, daß der Konver­ genzwinkel des auf die Brennebene 7 auftreffenden Laserbün­ dels dann, wenn das teleskopische optische System oder das optische Fernrohrsystem nicht von bzw. aus dem Linsensystem gebildet wird, unnötig groß wird. Um ein teleskopisches op­ tisches System oder ein optisches Fernrohrsystem von bzw. aus dem zweiten konventionellen Linsensystem in der Paral­ lelrichtung, wie in Fig. 3B gezeigt, zu bilden, ist es er­ forderlich, die Kollimationslinse 25 und die Fokussierungs­ linse 27 so anzuordnen, daß diese Brennpunkte miteinander übereinstimmen. Jedoch hat sowohl die Kollimationslinse 25 als auch die Fokussierungslinse 27 üblicherweise eine kurze Brennweite, und darüber hinaus ist der Bündelexpander oder -dehner 26 zwischen den Linsen 25 und 27 angeordnet. Demge­ mäß ist es sehr schwierig, ein teleskopisches optisches Sy­ stem oder ein optisches Fernrohrsystem von bzw. aus dem in Fig. 3B gezeigten Linsensystem zu bilden, und infolgedessen ist man genötigt, daß das Laserbündel, welches auf die Brennebene 7 auftrifft, einen großen Konvergenzwinkel hat. Obwohl das zweite konventionelle Linsensystem vorstehend nur in der Parallelrichtung erläutert worden ist, sei darauf hingewiesen, daß der lichtemittierende Bereich in der senk­ rechten Richtung als eine Punktquelle betrachtet werden kann. Demgemäß ist es in der senkrechten Richtung unnötig, den oben erwähnten Hauptstrahl zu betrachten.

Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, ein Linsensystem zum Fokussieren des Ausgangsbündels einer Hochleistungs-La­ serdiode auf einen kleinen Punkt oder Fleck so zur Verfügung zu stellen, daß ein Laserbündel, das einen kleinen Konver­ genzwinkel hat, auf den kleinen Punkt oder Fleck auftrifft.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein zwischen dem emittierenden Be­ reich einer Laserdiode und einer Brennebene angeordnetes Linsensystem zum Fokussieren des Ausgangsbündels der Laser­ diode auf die Brennebene zur Verfügung gestellt, in welchem System, was eine bzw. die Richtung parallel zu der längswei­ sen Richtung des emittierenden Bereichs der Laserdiode be­ trifft, der emittierende Bereich und die Brennebene konju­ giert sind, und ein teleskopisches optisches System oder ein optisches Fernrohrsystem von bzw. aus dem Linsensystem ge­ bildet ist, um ein Fernfeldmuster auszubilden, das für die Austrittspupille des Linsensystems bezeichnend ist, und zwar in einer unendlichen Entfernung.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein zwischen dem emittierenden Bereich einer Laserdiode und einer Brennebene angeordnetes Linsensystem zum Fokussieren des Ausgangsbündels der Laserdiode auf die Brennebene zur Verfügung gestellt, welches System folgendes umfaßt: eine erste Linse, die eine konvergierende Wirkung hat; eine zweite Linse, die eine konvergierende Wirkung hat; und eine dritte Linse, die eine konvergierende Wirkung nur in einer Richtung parallel zu der längsweisen Richtung des emittie­ renden Bereichs der Laserdiode hat; wobei die erste, zweite und dritte Linse in der beschriebenen bzw. angegebenen Rei­ henfolge in der Richtung von der Laserdiode nach der Brenn­ ebene zu so angeordnet sind, daß, was eine bzw. die Richtung parallel zu der längsweisen Richtung des emittierenden Be­ reichs anbetrifft, ein Bild des emittierenden Bereichs auf der Brennebene mittels der ersten, zweiten und dritten Linse ausgebildet wird und der Brennpunkt der ersten Linse auf der Seite der lichtempfangenden Ebene sowie der Brennpunkt der dritten Linse auf der Laserdioden-Seite mittels der zweiten Linse konjugiert gemacht sind.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein bzw. das Linsensystem gemäß dem zweiten Aspekt weiter eine vierte Linse auf, die zwischen der ersten Linse und der dritten Linse angeordnet ist und eine divergierende Wirkung nur in einer Vertikalrichtung, die senkrecht zu der längs­ weisen Richtung des emittierenden Bereichs der Laserdiode ist, hat, um den emittierenden Bereich und die Brennebene auch in der Vertikalrichtung konjugiert zu machen.

Außerdem sei darauf hingewiesen, daß die Bezeichnung "eine erste Linse" und/oder "eine zweite Linse" und/oder "eine dritte Linse" und/oder "eine vierte Linse" nicht notwendi­ gerweise eine einzelne Linse bedeutet, sondern allgemein eine aus einer Mehrzahl von Linsenelementen zusammengesetzte Linse mit der gleichen Funktion wie eine Linse bedeutet, wo­ bei aber die Verwendung einer einzelnen Linse als erste Linse und/oder zweite Linse und/oder dritte Linse und/oder vierte Linse nicht ausgeschlossen werden soll, obwohl die Zusammensetzung aus einer Mehrzahl von Linsenelementen zu­ mindest für die "erste Linse" und/oder "zweite Linse" beson­ ders bevorzugt wird.

Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Er­ findung seien nachfolgend anhand von bevorzugten Ausfüh­ rungsformen des erfindungsgemäßen Linsensystems unter Bezug­ nahme auf die Figuren der Zeichnung näher beschrieben und erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung der optischen charakteristischen Merkmale ei­ ner Laserdiode;

Fig. 2A und 2B Schnittansichten, die ein konventionelles Linsensystem zum Fokussieren des Ausgangsbün­ dels einer Laserdiode veranschaulichen;

Fig. 3A und 3B Schnittansichten, die ein anderes konventio­ nelles Linsensystem zum Fokussieren des Aus­ gangsbündels einer Laserdiode zeigen;

Fig. 4 eine schematische Darstellung, welche die Lichtemission von einer Laserdiode veran­ schaulicht;

Fig. 5A und 5B Schnittansichten, die eine Ausführungsform eines Linsensystems zum Fokussieren des Aus­ gangsbündels einer Laserdiode gemäß der vor­ liegenden Erfindung zeigen; und

Fig. 6 eine schematische, teilweise im Querschnitt und teilweise in Seitenansicht gezeigte Dar­ stellung einer Ausführungsform einer Einrich­ tung für die transpupillare retinale Photo­ koagulation, bei welcher die vorliegende Er­ findung angewandt ist.

Es sei nun eine Ausführungsform eines Linsensystems gemäß der vorliegenden Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 5A und 5B beschrieben und erläutert.

Die Fig. 5A ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Schnitt längs der senkrechten Richtung ausgeführt ist, während Fig. 5B eine Schnittansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung ist, bei welcher der Schnitt längs der Parallelrichtung ausgeführt ist.

In den Fig. 5A und 5B ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Laserdiode bezeichnet, und 2 ist die Ausgangsfläche der La­ serdiode 1. Das von dem emittierenden Bereich 15 der Laser­ diode 1 emittierte Laserbündel wird auf einen kleinen Punkt oder Fleck 8 der Brennebene 7 fokussiert, und zwar durch eine Kollimationslinse 3, eine konvexe Linse 4, eine zylin­ drische, konkave Linse 5 und eine zylindrische, konvexe Linse 6.

In der Parallelrichtung wird das von dem emittierenden Be­ reich 15 der Laserdiode 1 emittierte Laserbündel, wie in Fig. 5B gezeigt ist, auf den kleinen Punkt oder Fleck 8 fo­ kussiert, und darüber hinaus sind der Brennpunkt 9 der kolli­ mierenden Linse 3 oder der Kollimationslinse 3 auf der Seite der Brennebene 7 sowie der Brennpunkt 10 der zylindrischen, konvexen Linse 6 auf der Seite der Laserdiode 1 mittels der konvexen Linse 4 konjugiert. Das heißt, daß in der Parallel­ richtung ein teleskopisches optisches System oder ein opti­ sches Fernrohrsystem von der vorliegenden Ausführungsform gebildet wird.

Übrigens ist die konkave Linse 4 nicht auf eine einzelne Linse beschränkt, sondern sie kann auch aus einer Mehrzahl von Linsen aufgebaut sein.

In der senkrechten Richtung sind, wie in Fig. 5A gezeigt ist, der emittierende Bereich 15 und die Brennebene 7 durch die divergierende Wirkung der zylindrischen, konkaven Linse 5 konjugiert gemacht, und demgemäß wird das von dem emittie­ renden Bereich 15 emittierte Laserbündel auf den kleinen Punkt 8 oder Fleck fokussiert. Es sei darauf hingewiesen, daß die Projektionsvergrößerung des emittierenden Bereichs 15 in der senkrechten Richtung größer als in der Parallel­ richtung ist. Durch diese Tatsache wird der Unterschied zwi-­ schen der Bündeldivergenz in der senkrechten Richtung und der Bündeldivergenz in der Parallelrichtung kompensiert.

Als nächstes sei ein Beispiel einer Einrichtung, welche mit einem Linsensystem gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist, beschrieben und erläutert.

Die Fig. 6 zeigt eine Einrichtung für die transpupillare retinale Photokoagulation, welche ein Linsensystem gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Schlitz- oder Spaltlampenmi­ kroskop umfaßt. In dieser Einrichtung wird ein Paar von Hochleistungs-Laserdioden 41 als Lichtquelle für die Photo­ koagulation verwendet. Jede Laserdiode 41 ist aus einer GaAlAs-Laser­ diode hergestellt oder ist eine GaAlAs-Laserdiode, und jede dieser Laserdioden 41 emittiert ein Laserbündel, das eine Wellenlänge von etwa 800 nm hat.

Es sei zunächst das optische System 40, das gemäß der vor­ liegenden Erfindung ausgebildet ist, beschrieben und erläu­ tert. Die Ausgangsbündel der Laserdioden 41 werden mittels eines Paars kollimierender Linsen 42 oder Kollimationslinsen 42, die eine große numerische Apertur haben, kollimiert, und dann mittels einer Halbwellenplatte 43 und eines polarisie­ renden Bündelkombinierers 44 so kombiniert, daß sie danach die gleiche optische Achse haben. In der senkrechten Rich­ tung (die vorliegend parallel zu dem Papier ist, auf dem die Fig. 6 gezeichnet ist) wird die Ausgangsfläche von jeder Laserdiode 41 auf ein Pinhole 49 oder ein feines Loch 49 projiziert, und zwar mittels der Kollimationslinse 42, einer konvexen Linse 45 und einer zylindrischen, konkaven Linse 46, die Brechungskraft nur in der senkrechten Richtung hat. Währenddessen wird der emittierende Bereich jeder Laserdiode 41 in der Parallelrichtung (die vorliegend senkrecht zu dem Papier ist, auf welchem die Fig. 6 gezeichnet ist) auf das Pinhole 49 oder das feine Loch 49 projiziert, und zwar mit­ tels der Kollimationslinse 42, der konvexen Linse 45 und ei­ ner zylindrischen, konvexen Linse 48, die Brechungskraft nur in der Parallelrichtung hat. Weiter sind der Brennpunkt der Kollimationslinse 42 auf der Seite des Pinholes 49 oder des feinen Lochs 49 und der Brennpunkt der zylindrischen, kon­ vexen Linse 48 auf der Seite der Laserdioden 41 mittels der konvexen Linse 45 konjugiert gemacht. Demgemäß ist in der Parallelrichtung ein teleskopisches optisches System oder ein optisches Fernrohrsystem von demjenigen Teil des opti­ schen Systems 40 gebildet, welcher von den Kollimationslin­ sen 42 beginnt und an der zylindrischen, konvexen Linse 48 endet.

Das Laserbündel für die Photokoagulation hat eine Wellen­ länge von ungefähr 800 nm, und die menschlichen Augen sind für dieses Laserbündel unempfindlich. Demgemäß wird wird ein He-Ne-Laser 50 für das Emittieren eines Laserbündels, das eine Wellenlänge von 633 nm hat, als eine Einstell- bzw. Visierlichtquelle benutzt. Einstell- bzw. Visierlicht, wel­ ches von dem Laser 50 emittiert wird, wird mittels eines Spiegels 51 reflektiert und fällt dann durch eine fokussie­ rende Linse 52 oder eine Fokussierungslinse 52 auf eine op­ tische Faser 53. Die optische Faser 53 ist so angeordnet, daß das Ausgangsende 54 derselben und das Pinhole 49 oder das feine Loch 49 mit Bezug auf einen dichroitischen Spiegel 60 gegenseitige Spiegelbilder sind.

Das Laserbündel für die Photokoagulation und das Einstell- bzw. Visierlaserbündel werden mittels des dichroitischen Spiegels 60 so kombiniert, daß sie danach die gleiche opti­ sche Achse haben. Das auf diese Weise erhaltene kombinierte Laserbündel geht durch ein Zoomsystem 65, das aus einer Kol­ limationslinse 61, einem Kompensator 62, einem Variator 63 und einer Kollimationslinse 64 aufgebaut ist, und es wird dann mittels eines dichroitischen Spiegels 70 so reflek­ tiert, daß die optische Achse des reflektierten Laserbündels mit derjenigen eines Schlitz- oder Spaltlampenmikroskops 72 zusammenfällt. Eine bzw. die Wellenlängenkomponente von 800 nm wird von dem dichroitischen Spiegel 70 perfekt reflek­ tiert, während dieser Spiegel 70 nur 50% der sichtbaren Strahlen reflektiert. Das von dem Spiegel 70 reflektierte Laserbündel geht durch die Objektivlinse 71 des Mikroskops 72 und wird dann zu dem Fundus oder Hintergrund des Auges 74 eines Patienten, das mit einer Kontaktlinse 73 versehen ist, geführt. Das Pinhole 49 oder das feine Loch 49 und das Aus­ gangsende 54 der optischen Faser 53 sind zu der Objektebene des Mikroskops 72 konjugiert, und außerdem haben das Pinhole 49 oder das feine Loch 49 und der Kern der optischen Faser 53 den gleichen Durchmesser. Demgemäß kann eine Bedienungs­ person durch das Mikroskop 72 beobachten, daß ein kreisför­ miger Lichtpunkt oder -fleck, der einen gut definierten Rand hat, auf dem Fundus oder Hintergrund des Auges 74 des Pa­ tienten mittels des Einstell- bzw. Visierlaserbündels gebil­ det wird, d. h., wenn die Positionsbeziehung zwischen der Photokoagulationseinrichtung und dem Auge des Patienten so eingestellt ist, daß ein Bild des Kerns der optischen Faser 53 auf dem Fundus oder Hintergrund des Auges des Patienten ausgebildet wird, wobei das Laserbündel für die Photokoagu­ lation einen unsichtbaren, kreisförmigen Punkt oder Fleck, der einen gut definierten Rand hat, auf dem Fundus oder Hin­ tergrund des Auges des Patienten ausbildet, und dieser Punkt oder Fleck hat die gleiche Form und Größe wie das obige Bild, das aufgrund des Einstell- bzw. Visierlaserbündels erhalten wird. Wenn die Bedienungsperson das Zoomsystem 65 mit Hilfe eines Mechanismus′ betätigt, wie beispielsweise mit Hilfe eines Mitnehmers, eines Exzenters, einer Kurven­ scheibe, einer Nocke oder eines sonstigen Betätigungsele­ ments (nicht gezeigt), dann kann weiter die Größe des kreis­ förmigen Punkts oder Flecks für die Photokoagulation konti­ nuierlich variiert werden, während die konjugierte Beziehung zwischen der Objektebene des Mikroskops 72 und sowohl dem Pinhole 49 oder dem feinen Loch 49 und dem Ausgangsende 54 der optischen Faser 53 aufrechterhalten und ein kreisförmi­ ger Punkt oder Fleck, der einen gut definierten Rand hat, auf dem Fundus oder Hintergrund des Auges des Patienten ausgebildet wird.

Weiter sind Polarisatoren 55 und 75 so angeordnet, daß die Polarisationsrichtung des Polarisators 55 senkrecht zu der­ jenigen des Polarisators 75 ist. Demgemäß kann Streulicht aufgrund einer Reflexion des Einstell- bzw. Visierlaserbün­ dels durch die Objektivlinse 71 niemals die Beobachtung der Bedienungsperson stören. Zusätzlich schützt ein Schutzfilter 76, das eine bzw. die Wellenlängenkomponente von 800 nm ab­ sorbiert und sichtbare Strahlung durchläßt, das Auge der Be­ dienungsperson vor dem Photokoagulations-Laserbündel, wel­ ches von dem Fundus oder Hintergrund des Auges 74 des Pa­ tienten reflektiert wird.

Das Licht von einem Beleuchtungssystem 80 des Schlitz- oder Spaltlampenmikroskops wird durch einen Spiegel 81, wo das Beleuchtungslicht in einen oberen und unteren Teil so aufge­ trennt wird, daß das Laserbündel übertragen werden bzw. hin­ durchgehen kann, zu dem Auge 74 des Patienten geführt.

Gemäß der vorstehend beschriebenen und erläuterten Photoko­ agulationseinrichtung kann der Divergenzwinkel des Laserbün­ dels für die Photokoagulation, welches aus dem Pinhole 49 oder dem feinen Loch 49 austritt, klein gemacht werden. Dem­ gemäß kann die numerische Apertur des Zoomsystems 65 klein gemacht werden, und der Konvergenzwinkel des Laserbündels für die Photokoagulation, welches auf das Auge 74 des Pati­ enten auftrifft, kann klein gemacht werden. Infolgedessen besteht nur eine geringe Möglichkeit einer Bestrahlung der Iris des Auges 74 des Patienten mit dem Laserbündel für die Photokoagulation.

Wie vorstehend erläutert worden ist, kann gemäß der vorlie­ genden Erfindung das Ausgangsbündel einer Hochleistungs-La­ serdiode auf einen kleinen Punkt oder Fleck in einer solchen Art und Weise fokussiert werden, daß ein Laserbündel, wel­ ches einen kleinen Konvergenzwinkel hat, auf den kleinen Punkt oder Fleck auftrifft.

Kurz zusammengefaßt, wird mit der Erfindung ein zwischen dem emittierenden Bereich einer Laserdiode und einer Brennebene angeordnetes Linsensystem zum Fokussieren des Ausgangsbün­ dels der Laserdiode auf die Brennebene zur Verfügung ge­ stellt. In diesem Linsensystem sind, was die Richtung paral­ lel zu der längsweisen Richtung des emittierenden Bereichs der Laserdiode anbetrifft, der emittierende Bereich und die Brennebene konjugiert, und ein teleskopisches optisches Sy­ stem oder ein optisches Fernrohrsystem wird von dem Linsen­ system gebildet, um ein teleskopisches Bild oder ein Fern­ rohrbild, das für die Austrittspupille des Linsensystems in­ dikativ ist bzw. das die Austrittspupille des Linsensystems anzeigt, angibt, markiert o. dgl., in einer unendlichen Ent­ fernung auszubilden und den Konvergenzwinkel des auf die Brennebene auftreffenden Laserbündels klein zu machen.

Claims (5)

1. Linsensystem, das zum Fokussieren des Ausgangsbün­ dels einer Laserdiode (1) auf eine Brennebene (7) zwischen dem emittierenden Bereich (15) der Laserdiode (1) und der Brennebene (7) angeordnet ist und eine Mehrzahl von Linsen umfaßt, welche so angeordnet sind, daß, was eine oder die Richtung parallel zu der längsweisen Richtung des emittie­ renden Bereichs (15) der Laserdiode (1) anbetrifft, der emittierende Bereich (15) und die Brennebene (7) konjugiert sind und ein teleskopisches optisches System oder ein opti­ sches Fernrohrsystem von dem Linsensystem gebildet ist.

2. Linsensystem, das zum Fokussieren des Ausgangsbün­ dels einer Laserdiode (1) auf eine Brennebene (7) zwischen dem emittierenden Bereich (15) der Laserdiode (1) und der Brennebene (7) angeordnet ist, wobei das Linsensystem fol­ gendes umfaßt:
eine erste Linse (3), die eine konvergierende Wirkung hat;
eine zweite Linse (4), die eine konvergierende Wirkung hat; und
eine dritte Linse (6), die eine konvergierende Wirkung nur in einer oder der Richtung parallel zu der längsweisen Rich­ tung des emittierenden Bereichs (15) der Laserdiode (1) hat, wobei die erste, zweite und dritte Linse (3, 4, 6) in der angegebenen Reihenfolge in einer oder der Richtung von der Laserdiode (1) nach der Brennebene (7) zu so angeordnet sind, daß, was eine oder die Richtung parallel zu der längs­ weisen Richtung des emittierenden Bereichs (15) anbetrifft, ein Bild des Fensters oder des emittierenden Bereichs auf der Brennebene (7) mittels der ersten, zweiten und dritten Linse (3, 4, 6) ausgebildet wird und der Brennpunkt (9) der ersten Linse (3) auf der Seite der Fokussierungsebene (7) sowie der Brennpunkt (10) der dritten Linse (6) auf der Seite der Laserdiode (1) mittels der zweiten Linse (4) kon­ jugiert gemacht sind.

3. Linsensystem nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Linsensystem weiter eine vierte Linse (5) umfaßt, die zwischen der ersten Linse (3) und der dritten Linse (6) angeordnet ist und eine divergie­ rende Wirkung nur in einer oder der Vertikalrichtung senk­ recht zu der längsweisen Richtung des emittierenden Bereichs (15) der Laserdiode (1) hat, um den emittierenden Bereich (15) und die Brennebene (7) auch in der senkrechten Richtung konjugiert zu machen.

4. Linsensystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem (40) als ein Teil des optischen Systems für eine Laseroperationsein­ richtung verwendet ist.

5. Linsensystem nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Laseroperationseinrich­ tung ein Laserphotokoagulator mit einer Photosonde oder ei­ nem Schlitz- oder Spaltlampenmikroskop (72) ist.