レーザ治療装置
【課題】 ビーム品質の高いレーザ光のスペックルノイズを抑制して好適に治療を行えるレーザ治療装置を提供すること。
【解決手段】 治療レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ光を導光するためのマルチモードファイバと、該マルチモードファイバから出射されたレーザ光を患者の組織に照射する照射光学系と、を備えるレーザ治療装置において、
前記マルチモードファイバから出射されるレーザ光のビームプロファイルを略平坦とするために前記レーザ光源と前記マルチモードファイバとの間に配置される非線形光学素子であって、前記マルチモードファイバに入射するレーザ光のスペクトル幅を自己位相変調効果によって拡張させる非線形光学素子と、を備えること。
【解決手段】 治療レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ光を導光するためのマルチモードファイバと、該マルチモードファイバから出射されたレーザ光を患者の組織に照射する照射光学系と、を備えるレーザ治療装置において、
前記マルチモードファイバから出射されるレーザ光のビームプロファイルを略平坦とするために前記レーザ光源と前記マルチモードファイバとの間に配置される非線形光学素子であって、前記マルチモードファイバに入射するレーザ光のスペクトル幅を自己位相変調効果によって拡張させる非線形光学素子と、を備えること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の組織に治療用のレーザ光を照射して治療を行うレーザ治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の組織に治療用のレーザ光を照射し治療を行うレーザ治療装置が知られている。例えば、特許文献１に開示される眼科用レーザ治療装置（光凝固装置）では、患者眼の眼底等に治療レーザ光を照射し、レーザ光のエネルギによって照射部位を熱凝固する。この装置では、レーザ光源ユニットとレーザ照射ユニット（レーザデリバリ）とが分離されており、マルチモードファイバにて光学的に接続されている。レーザ照射ユニットは、マルチモードファイバの出射端面は、患者眼の眼底と共役とする光学系を備えている。レーザ光源ユニットから出射されたレーザ光は、マルチモードファイバによって導光され、照射ユニットを介して眼底等に照射される。近年では、レーザ光源（基本波レーザ光源）として、ファイバレーザ光源を用いるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１０６５３号公報
【特許文献２】特開２００７−１１７５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されるように、レーザ光がマルチモードファイバを介して導光されることにより、マルチモードファイバの出射端上でスペックルノイズが発生し、患者眼の眼底上で焼けムラが発生しやすくなる。特許文献１に開示される技術でスペックルノイズは低減できるが、特許文献２に開示されるファイバレーザのようなビーム品質が高いレーザ光には効果が高いとは言えない。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、ビーム品質の高いレーザ光のスペックルノイズを抑制して好適に治療を行えるレーザ治療装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１） 治療レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ光を導光するためのマルチモードファイバと、該マルチモードファイバから出射されたレーザ光を患者の組織に照射する照射光学系と、を備えるレーザ治療装置において、
前記マルチモードファイバから出射されるレーザ光のビームプロファイルを略平坦とするために前記レーザ光源と前記マルチモードファイバとの間に配置される非線形光学素子であって、前記マルチモードファイバに入射するレーザ光のスペクトル幅を自己位相変調効果によって拡張させる非線形光学素子と、
を備える、ことを特徴とする。
（２） （１）のレーザ治療装置において、
前記レーザ光源は、レーザ光の中心波長に対して±０．２ｎｍ未満のスペクトル幅のレーザ光を出射し、
前記非線形光学素子は、患者眼に照射されるレーザ光の波長が所期する治療効果を果たすために、前記レーザ光源から出射されたレーザ光の波長が±０．５ｎｍ以上、±１０ｎｍ以下となるスペクトル幅に拡張する、ことを特徴とする。
（３） （１）又は（２）のレーザ治療装置において、
前記非線形光学素子は、レーザ光源から連続出射されるレーザ光のスペクトル幅を拡張させるために，シングルモードファイバである、ことを特徴とする。
（４） （３）の何れかのレーザ治療装置において、
前記シングルモードファイバの出射端は、前記マルチモードファイバの入射端に融着されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ビーム品質の高いレーザ光のスペックルノイズを抑制して好適に治療を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、眼科用レーザ治療装置として、患者眼の眼底等の光凝固治療を行う眼科用レーザ治療装置を例に挙げる。図１は眼科用レーザ治療装置の光学系及び制御系の概略構成図である。
【０００９】
眼科用レーザ治療装置１００は、大別して、レーザ光源ユニット１０が配置された本体部１００Ａと、治療レーザ光を患者眼へと照射する照射光学系８０が配置されたデリバリ部１００Ｂ（レーザ照射ユニット）であって，患者眼を観察するスリットランプに取り付けられたデリバリ部１００Ｂと、レーザ光源ユニット１０からのレーザ光をデリバリ部１００Ｂに配置された照射光学系８０に導光する導光用のファイバ（マルチモードファイバ）５０を含む導光光学系と、を備える。本体部１００Ａとデリバリ部１００Ｂは、個別のユニットであり、離れた位置に置かれて使用される。ファイバ５０は、離れた位置に置かれた本体部１００Ａとスリットランプデリバリ部１００Ｂを光学的に繋ぐ役割を持つ。ファイバ５０は、数m程度の長さとされる。
【００１０】
本体部１００Ａは、治療レーザ光を出射するレーザ光源ユニット１０と、治療レーザ光の出力、照射時間等の治療レーザ光の照射条件、装置の設定・操作を行う操作ユニット２０と、装置全体を制御する制御ユニット３０と、を備える。デリバリ部１００Ｂにおけるスリットランプは、患者眼を照明する照明ユニット６０、観察光学系としての双眼の顕微鏡ユニット７０を備える。
【００１１】
本体部１００Ａに配置されたレーザ光源ユニット１０は、レーザ光源としてのファイバレーザ１１と波長変換素子１３とを組み合せて、基本波レーザ光の第２高調波の波長のレーザ光（第２高調波レーザ光）を得る（出射させる）ＳＨＧ（Second Harmonic Generation）レーザの構成とする。本実施形態では、近赤外光の基本波を、治療に適した可視光（中波長〜長波長領域）のレーザ光に波長変換する構成とする。ファイバレーザ１１は、励起光源１１ａ及び励起光源１１ａに接続され共振器（励起光を発振させる）となるファイバ１１ｂと、を備えている。ファイバレーザ１１は、連続波（CW：Continuous Wave）の基本波レーザ光を出射する。
【００１２】
レーザ光源ユニット１０は、ファイバレーザ１１から出射された基本波レーザ光を波長変換素子１３に入射させる集光光学系としてのレンズ１２と、入射レーザ光をその第２高調波（レーザ光）に変換する波長変換素子１３と、波長変換素子１３を透過したレーザ光を波長により分割するダイクロイックミラー１４ａと、波長変換されなかったレーザ光を吸収するダンパ１４ｂと、第２高調波レーザ光の一部をパワーモニタ４２へ反射させるビームスプリッタ１５と、第２高調波レーザ光を遮断する安全シャッタ１６と、エイミング光源４３から出射されたエイミング光の光軸をレーザ光の光軸と同軸とするためのダイクロイックミラー１７と、フォトニック結晶ファイバ１９の入射端面にレーザ光を結像させる結像光学系としてのレンズ１８と、レーザ光（第２高調波）のスペクトルを拡張させる非線形光学素子であるフォトニック結晶ファイバ（以下、結晶ファイバと略す）１９と、を備える。なお、波長変換素子１３は、波長変換効率を一定に維持とするために波長変換素子の温度を調節する温度調節ユニット４１を備える。温度調節ユニット４１としては、接触物（波長変換素子１３）に加熱、吸熱可能なペルチェ素子とペルチェ素子の駆動回路を備えている。
【００１３】
励起光源１１ａは、レーザダイオードとされ、ファイバ１１ｂは、土類金属等の特定の元素がドープされたシングルモードファイバである。ファイバレーザ１１からは、近赤外域のレーザ光、例えば、波長１０６４ｎｍの赤外レーザ光（基本波レーザ光）が出射される。波長変換素子１３は、非線形結晶から作製された擬似位相整合素子であり、基本波レーザ光の波長に合わせて分極反転周期が決定されている。ここで、波長変換素子１３は、波長１０６４ｎｍのレーザ光の第２高調波である波長５３２ｎｍのレーザ光（治療レーザ光）を得る構成とする。治療レーザ光としては、可視光領域で中長波長（緑色〜赤色）の領域が用いられることが好ましい。励起光源１１ａは、制御ユニット３０の駆動信号（印加電流）に基づいて励起発光する。制御ユニット３０は、ファイバレーザ１１から出射されるレーザ光が、設定されたパルス幅（持続時間幅）となるように、励起光源１１ａを駆動させる。本実施形態では、パルス幅は、０．０１ｍｓ〜３ｓ程度とする。このようにして、ファイバレーザ１１、レンズ１２、波長変換素子１３が、治療レーザ光のレーザ光源となる。
【００１４】
ダイクロイックミラー１４ａは、可視光を透過し、赤外光を反射する特性を持ち、波長変換された可視のレーザ光と波長変換されなかった赤外のレーザ光を分離する機能を有する。ビームスプリッタ１５は、光軸上のレーザ光を僅かに反射する（例えば、５％）特性を有する。パワーモニタ４２は、治療レーザ光の出力を検出（モニタ）し、制御ユニット３０へと送る。パワーモニタ４２には、フォトダイオード等の受光素子、イメージセンサ等の撮像素子が用いられる。ダイクロイックミラー１７は、エイミング光（の波長）を反射し、治療レーザ光（の波長）を透過する特性を持ち、エイミング光と治療レーザ光を同軸とする役割を持つ。エイミング光源４３は、治療レーザ光の照射位置が術者に確認できるように、エイミング光として適した波長のレーザ光を出射するレーザダイオードとされる。エイミング光源４３は、可視レーザ光を出射する構成とする。ダイクロイックミラー１７で、エイミング光と治療レーザ光とが合波されたレーザ光は、レンズ１８を介して結晶ファイバ１９へと入射される。結晶ファイバ１９の出射端と光ファイバ５０の入射端は融着されており、結晶ファイバ１９に入射されたレーザ光は非線形効果により自己位相変調を受けて、高効率（高い結合効率）でファイバ５０へと導光される。結晶ファイバ１９とファイバ５０は、それぞれの光軸が一致するように接続されている。ダイクロイックミラー１４ａで反射された赤外レーザ光は、ダンパ１４ｂへと導かれ吸収される。ビームスプリッタ１５とミラー１７との間には、安全シャッタ１６が置かれている。安全シャッタ１６が、光路へ挿入されることにより、レーザ光源ユニット１０からの治療レーザ光の出射が遮断される。
【００１５】
結晶ファイバ１９は、コア部と、コア部に沿って形成された多孔部（クラッド）と、を有したシングルモードファイバである。本実施形態の結晶ファイバは、連続波である治療レーザ光に対して充分な非線形効果（例えば、後述する自己位相変調効果）を作用させるために、充分な長さを有する。このような非線形効果により、レーザ光のスペクトル幅を拡張させる（半値幅を広げる）。フォトニック結晶による非線形効果は、パルスレーザ光に対して顕著に作用するが、連続波のレーザ光への作用は大きくない。このため、本実施形態のような連続波である治療レーザ光に対し充分な非線形効果を作用させるためには、非線形光学素子（結晶ファイバ１９）の光軸方向の長さを所定以上必要とする。例えば、結晶ファイバ１９に入射するレーザ光のスペクトル幅が０．２ｎｍ（中心波長に対して±０．１ｎｍ）であり、そのスペクトル幅を２０ｎｍ（中心波長に対して±１０ｎｍ）程度まで拡張する場合、結晶ファイバ１９は、少なくとも数ｍの長さとされ、好ましくは、十ｍ程度から数十ｍ程度までの長さとされる。なお、結晶ファイバ１９に入射する治療レーザ光は、サージパルス等の影響が少なく、数十ｍＷ〜数Ｗ程度の出力のレーザ光とする。また、結晶ファイバの技術は、特開２００４−４３２０号公報に開示されている。
【００１６】
操作ユニット２０は、治療レーザ光を照射するトリガ信号を入力するためのフットスイッチ２１、入出力手段であるタッチパネル式のモニタ２２、を備える。モニタ２２の操作により術者はグラフィカルに照射条件等の設定と確認ができる。モニタ２２には、治療レーザ光のパルス幅（照射時間）を設定するパルス幅設定部２３、治療レーザ光の出力を設定する出力設定部２４、を備える。パルス幅設定部２３は、現在設定（選択）されているパルス幅を表示する表示部２３ａ、パルス幅を短くする設定信号を入力するスイッチ２３ｂ、パルス幅を長くするための設定信号を入力するスイッチ２３ｃ、を備える。同様に、出力設定部２４は、現在設定（選択）されている出力（治療レーザ光の出力）を表示する表示部２４ａ、出力を低くする設定信号を入力するスイッチ２４ｂ、出力を高くするための設定信号を入力するスイッチ２４ｃ、を備える。
【００１７】
制御ユニット３０は、装置の統合・制御・判定等を行うユニットであり、励起光源１１ａ、安全シャッタ１６、温度調節ユニット４１、パワーモニタ４２、エイミング光源４３、フットスイッチ２１、モニタ２２、メモリ３１が接続される。
【００１８】
次に、デリバリ部１００Ｂの構成を説明する。スリット光を投光する照明ユニット６０は、可視光を出射する照明光源、コンデンサレンズ、照明用のスリット光を得るためのスリット板、投光レンズ、分割ミラーを備える。照明ユニット６０には、各光学素子により照明光学系が構成される。照明ユニット６０から出射されたスリット光は、コンタクトレンズＣＬを介して患者眼の眼底に投光される。
【００１９】
双眼の顕微鏡ユニット７０は、対物レンズ、変倍用のレンズを切り替え配置する変倍光学系、治療レーザ光の反射光から術者眼ＯＥを保護する保護フィルタ、光路を折り曲げる正立プリズム群、光量調整用の視野絞り、接眼レンズを備える。顕微鏡ユニット７０は、照明された患者眼ＰＥの眼底からの反射光を術者眼ＯＥへと導光する。顕微鏡ユニット７０には、各光学素子により観察光学系が構成される。
【００２０】
照射光学系８０は、レンズ８１、レーザ光のスポットサイズを変更するために光軸に沿って移動可能なズームレンズ（変倍光学系）８２、対物レンズ８３、反射ミラー８４、を備える。照射光学系８０により、ファイバ５０の出射端面の像を所定のスポットサイズとしてターゲットである患者組織（ここでは、患者眼ＰＥの眼底）に結像される。従って、照射光学系８０は、パーフォーカル光学系となる。なお、本実施形態では、ファイバ５０のコア径は、５０μｍとし、照射光学系８０により、結像倍率（眼底でのスポットサイズ）を１〜２０倍の間で変更させる構成とする。
【００２１】
次に、治療レーザ光のスペクトル幅の拡張と、ビームプロファイルの平坦化（均一化、平滑化）について説明する。図２は、レーザ光のスペクトルを説明する図である。図３は、スペクトル幅の狭いレーザ光をマルチモードファイバに通したときのビームプロファイル（スペックルパターン）を示した模式図である。図４は、各波長のレーザ光をマルチモードファイバに通したときのビームプロファイルを説明する図である。なお、図３、４のビームプロファイルは、ファイバ５０（マルチモードファイバ）の出射端面位置において、光軸を通る断面上のプロファイル（強度分布）とする。また、説明の簡便のため、マルチモードファイバは直線形状と仮定する。
【００２２】
図２に示すように、ファイバレーザ１１から出射され、波長変換された治療レーザ光（波長＝５３２ｎｍ）Ｂ１は、ビーム品質が高い。具体的には、Ｍ2（ビームクオリティファクタ）が１．０に近い。このため、スペクトル幅は狭く、例えば、中心波長に対するスペクトル幅は±０．２ｎｍ以下、ここでは、±０．１ｎｍ程度とする。波長変換素子１３の変換効率を考慮すると、設定された中心波長に対してスペクトル幅が広がったとしても、±０．２ｎｍとなる。また、図示は略すが、レーザ光Ｂ１のビームプロファイルは、ガウシアンとなっている。ここで、レーザ光Ｂ１がファイバ５０を通ると想定する。レーザ光Ｂ１は、ファイバ５０内で全反射を繰り返すことにより干渉が起こって、図３に示すスペックルパターンを示す。このビームプロファイルは、レーザ光Ｂ１の全波長に亘っている。このようなスペックルパターンは、患者眼の眼底へと結像されることとなり、熱の拡散に偏りが生じることとなり、焼けムラの原因となりやすい。なお、図３は、模式図であり、実際のファイバ５０は屈曲して保持され、レーザ光Ｂ１のビームプロファイルは偏ってしまうことが多い。
【００２３】
一方、図２において、レーザ光Ｂ２は、波長変換された治療レーザ光（Ｂ１）を結晶ファイバ１９に透過させたときのスペクトルを示している。結晶ファイバ１９内を通るレーザ光Ｂ１のスペクトルは、自己位相変調（SPM：Self Phase Modulation）により拡張される。本実施形態では、波長（＝５３２ｎｍ）を中心に、少なくとも１．０ｎｍ（中心波長に対して、±０．５ｎｍ）の幅でスペクトル幅を広げるものとする。このとき、図２におけるレーザ光Ｂ１の面積（波長幅と強度の積と一致）と、レーザ光Ｂ２の面積とが、概ね一致する。従って、結晶ファイバ１９でのエネルギ損失は極めて小さいこととなる。このため、スペクトルが拡張されると、レーザ光のピーク強度は低下することとなる。言い換えると、レーザ光の強度分布において、スペクトル幅の拡張に応じて強度が拡散することとなる。
【００２４】
なお、スペクトル幅の拡張に関し、ファイバ５０から出射するレーザ光のスペックルノイズを低減し、ビームプロファイルを平坦化する上では、スペクトル幅をできるだけ広くした方が良い。しかし、スペクトル幅が広すぎると、治療レーザ光の組織への侵達（進達）度、治療効果等に影響する。このため、スペクトル幅の拡張は、治療レーザ光（波長変換素子１３で波長変換されたレーザ光）の中心波長に対して±１０ｎｍまでとする。好ましくは、±５ｎｍまでであり、さらに好ましくは±１ｎｍまでである。
【００２５】
ここで、レーザ光Ｂ２の５つの波長（λ０、λ１、λ２、λ３、λ４）に注目する。λ０は、中心波長の５３２ｎｍであり、波長λ１、λ２は、短波長側に拡張された波長のおいて、５３１．５ｎｍ、５３１ｎｍに対応する。同様に、波長λ３、λ４は、長波長側に拡張された波長において、５３２．５ｎｍ、５３３ｎｍに対応する。図４の左側には、各波長（λ０〜λ４）でのレーザ光のビームプロファイル（スペックルパターン）が模式的に示されている。図２の場合と同様に、各波長では、異なる形状のスペックルパターンが表れている。各波長間では、干渉性は低い（レーザ光Ｂ２の縦モードの干渉性が低下する）。このため、レーザ光Ｂ２が入射するファイバ５０内では、各波長（モード）が混在し、各波長毎にスペックルパターンが発生するが、これらのスペックルパターンは干渉することなく重なり合う。従って、図４の右側に示すビームプロファイルでは、波長λ０〜λ４のスペックルパターンが足し合わされた形状となる。スペックルパターンが異なる波長毎に足し合わされることによって、スペックルの山、谷が打ち消しあって、概ね平坦となる。 これにより、レーザ光Ｂ１がファイバ５０を透過した場合のビームプロファイルは、上部が平坦なトップハット状となる。
以上のような構成を備える装置において、手術時の動作を説明する。術者は手術に先立ち、治療レーザ光の照射条件の設定を行う。装置１００の電源を入れると、モニタ２２のパルス幅設定部２３の表示部２３ａ及び出力設定部２４の２４ａに現在の照射条件が表示される。術者は、スイッチ２３ｂ、２３ｃを操作して所期するパルス幅を設定する。また、術者は、スイッチ２４ｂ、２４ｃを操作して所期する治療レーザ光の出力値を設定する。設定されたパルス幅と出力は、メモリ３１に記憶される。出力が設定されると、制御ユニット３０は、励起光源１１ａを駆動する。制御ユニット３０は、温度調節ユニット４１を駆動し、一定の変換効率となるように波長変換素子１３の温度を維持する。また、制御ユニット３０は、シャッタ１６を光路に挿入し、テスト照射を行う。設定された出力値に基づいて励起光源１１ａを駆動し、波長変換された治療レーザ光の一部をパワーモニタ４２で受光し、出力を確認する。
【００２６】
装置１００の設定が終わると、術者は患者眼を観察及びスポットの位置合せを行う。照明ユニット６０を操作し、照明光によって眼底を照明する。眼底は顕微鏡ユニット７０を通して観察される。術者は、図示なきスイッチによりエイミング光源４３を点灯し、スポット径を調整して、所望のスポットサイズとする。照射光学系８０を介して患者眼ＰＥの眼底に照射される。術者はエイミング光の患部への位置合わせを行った後、フットスイッチ２１を押して治療レーザ光の照射を行う。
【００２７】
このとき、制御ユニット３０は、安全シャッタ１６を光路から外し、励起光源１１ａを駆動する。励起光が入射されたファイバ１１ｂからは赤外の基本波レーザ光が出射（発振）され、基本波レーザ光は、波長変換素子１３により可視の治療レーザ光に変換され、結晶ファイバ１９を介してファイバ５０へと入射される。結晶ファイバ１９でスペクトル幅が拡張された治療レーザ光は、ファイバ５０内を通ることによって、全体としてスペックルノイズが低減される。ファイバ５０から出射された治療レーザ光は、レンズ８１、ズームレンズ８２、対物レンズ８３、反射ミラー８４、コンタクトレンズＣＬを介して患者眼ＰＥの眼底へと照射される。このとき、治療レーザ光の眼底上でのビームプロファイルは、トップハット状となっている。
【００２８】
以上のようにして、ビーム品質が高いレーザをマルチモードファイバで導光しても、スペックルの影響を抑制して、治療に適した平坦化されたトップハット状のビームプロファイルを得ることができ、治療が行える。
【００２９】
なお、以上説明した本実施形態では、結晶ファイバ１９の出射端とファイバ５０の入射端を互いの光軸が一致するように融着する構成としたが、ファイバ５０に対して結晶ファイバ１９の光軸を偏心させる構成としてもよい。このような場合、ファイバ５０内で、各波長におけるレーザ光のスペックルパターンが多様化し、ビームプロファイルの平坦化が進む可能性がある。また、結晶ファイバ１９とファイバ５０は、必ずしも融着しなくてもよい。結晶ファイバ１９から出射したレーザ光を、レンズを用いてファイバ５０の入射端面に集光させる構成としてもよい。
【００３０】
また、以上説明した本実施形態では、非線形光学素子としてフォトニック結晶ファイバを用いる構成としたが、これに限るものではない。ファイバ５０に入射する治療レーザ光のスペクトルを非線形効果により拡張できる光学素子であればよい。例えば、ファイバコアにドープされることによってファイバの非線形性を高めることができる元素、化合物をドープしたファイバ、シリカファイバであってもよい。コアにドープする物質としては、ゲルマニウム、ゲルマニウムの酸化物、フッ化物、希土類、等が挙げられる。シリカファイバの場合には、著しく長く（例えば、数ｋｍ）とすることで、透過するレーザ光に非線形効果を作用させる構成とする。また、非線形光学素子は、ファイバの形態に限るものではない。バルクの非線形結晶に治療レーザ光を透過させる構成としてもよい。この場合、非線形結晶に入射させる治療レーザ光は、略平行光とし、出射した治療レーザ光をレンズでファイバ５０の入射端に集光させる光学系を用いる。
【００３１】
また、以上の説明では、基本波レーザ光を出射するレーザ光源としてファイバレーザを挙げたが、これに限るものではない。レーザ光源としては、比較的スペクトル幅が狭いレーザ光源、例えば、固体レーザであってもよい。また、以上の説明では、赤外レーザ光を可視レーザ光に変換する構成としたが、これに限るものではない。赤外光を赤外光（基本波となる赤外光の第２高調波等）に変換する構成としてもよい。
【００３２】
また、以上の説明では、励起光源１１ａを駆動（電流制御）することによって、設定されたパルス幅で治療レーザ光を出射させる構成としたが、これに限らない。安全シャッタを治療レーザ光の光軸に挿脱することによって、治療レーザ光の出射を制御する構成としてもよい。また、以上の説明では、治療レーザ光を連続波として出射する構成としたが、これに限るものではなない。組織に照射される治療レーザ光のビームプロファイルが平坦状であることが好ましい治療においては、治療レーザ光を適宜パルス発振させてもよい。なお。このような場合、パルスは機械的破壊作用を持つジャイアントパルスでないことが好ましい。
【００３３】
また、以上の説明では、患者眼の眼底に治療レーザ光を照射する装置を例に挙げたが、患者の組織に治療レーザ光を照射・導光して治療する装置であれば、本発明は、何れの装置でも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】眼科用レーザ治療装置の光学系及び制御系の概略構成図である。
【図２】レーザ光のスペクトルを説明する図である。
【図３】スペクトル幅の狭いレーザ光をマルチモードファイバに通したときのビームプロファイル（スペックルパターン）を示した模式図である。
【図４】各波長のレーザ光をマルチモードファイバに通したときのビームプロファイルを説明する図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０ レーザ光源ユニット
１１ ファイバレーザ
１９ フォトニック結晶ファイバ
１３ 波長変換素子
２０ 操作ユニット
３０ 制御ユニット
３１ メモリ
５０ 光ファイバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の組織に治療用のレーザ光を照射して治療を行うレーザ治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の組織に治療用のレーザ光を照射し治療を行うレーザ治療装置が知られている。例えば、特許文献１に開示される眼科用レーザ治療装置（光凝固装置）では、患者眼の眼底等に治療レーザ光を照射し、レーザ光のエネルギによって照射部位を熱凝固する。この装置では、レーザ光源ユニットとレーザ照射ユニット（レーザデリバリ）とが分離されており、マルチモードファイバにて光学的に接続されている。レーザ照射ユニットは、マルチモードファイバの出射端面は、患者眼の眼底と共役とする光学系を備えている。レーザ光源ユニットから出射されたレーザ光は、マルチモードファイバによって導光され、照射ユニットを介して眼底等に照射される。近年では、レーザ光源（基本波レーザ光源）として、ファイバレーザ光源を用いるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１０６５３号公報
【特許文献２】特開２００７−１１７５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されるように、レーザ光がマルチモードファイバを介して導光されることにより、マルチモードファイバの出射端上でスペックルノイズが発生し、患者眼の眼底上で焼けムラが発生しやすくなる。特許文献１に開示される技術でスペックルノイズは低減できるが、特許文献２に開示されるファイバレーザのようなビーム品質が高いレーザ光には効果が高いとは言えない。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、ビーム品質の高いレーザ光のスペックルノイズを抑制して好適に治療を行えるレーザ治療装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１） 治療レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ光を導光するためのマルチモードファイバと、該マルチモードファイバから出射されたレーザ光を患者の組織に照射する照射光学系と、を備えるレーザ治療装置において、
前記マルチモードファイバから出射されるレーザ光のビームプロファイルを略平坦とするために前記レーザ光源と前記マルチモードファイバとの間に配置される非線形光学素子であって、前記マルチモードファイバに入射するレーザ光のスペクトル幅を自己位相変調効果によって拡張させる非線形光学素子と、
を備える、ことを特徴とする。
（２） （１）のレーザ治療装置において、
前記レーザ光源は、レーザ光の中心波長に対して±０．２ｎｍ未満のスペクトル幅のレーザ光を出射し、
前記非線形光学素子は、患者眼に照射されるレーザ光の波長が所期する治療効果を果たすために、前記レーザ光源から出射されたレーザ光の波長が±０．５ｎｍ以上、±１０ｎｍ以下となるスペクトル幅に拡張する、ことを特徴とする。
（３） （１）又は（２）のレーザ治療装置において、
前記非線形光学素子は、レーザ光源から連続出射されるレーザ光のスペクトル幅を拡張させるために，シングルモードファイバである、ことを特徴とする。
（４） （３）の何れかのレーザ治療装置において、
前記シングルモードファイバの出射端は、前記マルチモードファイバの入射端に融着されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ビーム品質の高いレーザ光のスペックルノイズを抑制して好適に治療を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、眼科用レーザ治療装置として、患者眼の眼底等の光凝固治療を行う眼科用レーザ治療装置を例に挙げる。図１は眼科用レーザ治療装置の光学系及び制御系の概略構成図である。
【０００９】
眼科用レーザ治療装置１００は、大別して、レーザ光源ユニット１０が配置された本体部１００Ａと、治療レーザ光を患者眼へと照射する照射光学系８０が配置されたデリバリ部１００Ｂ（レーザ照射ユニット）であって，患者眼を観察するスリットランプに取り付けられたデリバリ部１００Ｂと、レーザ光源ユニット１０からのレーザ光をデリバリ部１００Ｂに配置された照射光学系８０に導光する導光用のファイバ（マルチモードファイバ）５０を含む導光光学系と、を備える。本体部１００Ａとデリバリ部１００Ｂは、個別のユニットであり、離れた位置に置かれて使用される。ファイバ５０は、離れた位置に置かれた本体部１００Ａとスリットランプデリバリ部１００Ｂを光学的に繋ぐ役割を持つ。ファイバ５０は、数m程度の長さとされる。
【００１０】
本体部１００Ａは、治療レーザ光を出射するレーザ光源ユニット１０と、治療レーザ光の出力、照射時間等の治療レーザ光の照射条件、装置の設定・操作を行う操作ユニット２０と、装置全体を制御する制御ユニット３０と、を備える。デリバリ部１００Ｂにおけるスリットランプは、患者眼を照明する照明ユニット６０、観察光学系としての双眼の顕微鏡ユニット７０を備える。
【００１１】
本体部１００Ａに配置されたレーザ光源ユニット１０は、レーザ光源としてのファイバレーザ１１と波長変換素子１３とを組み合せて、基本波レーザ光の第２高調波の波長のレーザ光（第２高調波レーザ光）を得る（出射させる）ＳＨＧ（Second Harmonic Generation）レーザの構成とする。本実施形態では、近赤外光の基本波を、治療に適した可視光（中波長〜長波長領域）のレーザ光に波長変換する構成とする。ファイバレーザ１１は、励起光源１１ａ及び励起光源１１ａに接続され共振器（励起光を発振させる）となるファイバ１１ｂと、を備えている。ファイバレーザ１１は、連続波（CW：Continuous Wave）の基本波レーザ光を出射する。
【００１２】
レーザ光源ユニット１０は、ファイバレーザ１１から出射された基本波レーザ光を波長変換素子１３に入射させる集光光学系としてのレンズ１２と、入射レーザ光をその第２高調波（レーザ光）に変換する波長変換素子１３と、波長変換素子１３を透過したレーザ光を波長により分割するダイクロイックミラー１４ａと、波長変換されなかったレーザ光を吸収するダンパ１４ｂと、第２高調波レーザ光の一部をパワーモニタ４２へ反射させるビームスプリッタ１５と、第２高調波レーザ光を遮断する安全シャッタ１６と、エイミング光源４３から出射されたエイミング光の光軸をレーザ光の光軸と同軸とするためのダイクロイックミラー１７と、フォトニック結晶ファイバ１９の入射端面にレーザ光を結像させる結像光学系としてのレンズ１８と、レーザ光（第２高調波）のスペクトルを拡張させる非線形光学素子であるフォトニック結晶ファイバ（以下、結晶ファイバと略す）１９と、を備える。なお、波長変換素子１３は、波長変換効率を一定に維持とするために波長変換素子の温度を調節する温度調節ユニット４１を備える。温度調節ユニット４１としては、接触物（波長変換素子１３）に加熱、吸熱可能なペルチェ素子とペルチェ素子の駆動回路を備えている。
【００１３】
励起光源１１ａは、レーザダイオードとされ、ファイバ１１ｂは、土類金属等の特定の元素がドープされたシングルモードファイバである。ファイバレーザ１１からは、近赤外域のレーザ光、例えば、波長１０６４ｎｍの赤外レーザ光（基本波レーザ光）が出射される。波長変換素子１３は、非線形結晶から作製された擬似位相整合素子であり、基本波レーザ光の波長に合わせて分極反転周期が決定されている。ここで、波長変換素子１３は、波長１０６４ｎｍのレーザ光の第２高調波である波長５３２ｎｍのレーザ光（治療レーザ光）を得る構成とする。治療レーザ光としては、可視光領域で中長波長（緑色〜赤色）の領域が用いられることが好ましい。励起光源１１ａは、制御ユニット３０の駆動信号（印加電流）に基づいて励起発光する。制御ユニット３０は、ファイバレーザ１１から出射されるレーザ光が、設定されたパルス幅（持続時間幅）となるように、励起光源１１ａを駆動させる。本実施形態では、パルス幅は、０．０１ｍｓ〜３ｓ程度とする。このようにして、ファイバレーザ１１、レンズ１２、波長変換素子１３が、治療レーザ光のレーザ光源となる。
【００１４】
ダイクロイックミラー１４ａは、可視光を透過し、赤外光を反射する特性を持ち、波長変換された可視のレーザ光と波長変換されなかった赤外のレーザ光を分離する機能を有する。ビームスプリッタ１５は、光軸上のレーザ光を僅かに反射する（例えば、５％）特性を有する。パワーモニタ４２は、治療レーザ光の出力を検出（モニタ）し、制御ユニット３０へと送る。パワーモニタ４２には、フォトダイオード等の受光素子、イメージセンサ等の撮像素子が用いられる。ダイクロイックミラー１７は、エイミング光（の波長）を反射し、治療レーザ光（の波長）を透過する特性を持ち、エイミング光と治療レーザ光を同軸とする役割を持つ。エイミング光源４３は、治療レーザ光の照射位置が術者に確認できるように、エイミング光として適した波長のレーザ光を出射するレーザダイオードとされる。エイミング光源４３は、可視レーザ光を出射する構成とする。ダイクロイックミラー１７で、エイミング光と治療レーザ光とが合波されたレーザ光は、レンズ１８を介して結晶ファイバ１９へと入射される。結晶ファイバ１９の出射端と光ファイバ５０の入射端は融着されており、結晶ファイバ１９に入射されたレーザ光は非線形効果により自己位相変調を受けて、高効率（高い結合効率）でファイバ５０へと導光される。結晶ファイバ１９とファイバ５０は、それぞれの光軸が一致するように接続されている。ダイクロイックミラー１４ａで反射された赤外レーザ光は、ダンパ１４ｂへと導かれ吸収される。ビームスプリッタ１５とミラー１７との間には、安全シャッタ１６が置かれている。安全シャッタ１６が、光路へ挿入されることにより、レーザ光源ユニット１０からの治療レーザ光の出射が遮断される。
【００１５】
結晶ファイバ１９は、コア部と、コア部に沿って形成された多孔部（クラッド）と、を有したシングルモードファイバである。本実施形態の結晶ファイバは、連続波である治療レーザ光に対して充分な非線形効果（例えば、後述する自己位相変調効果）を作用させるために、充分な長さを有する。このような非線形効果により、レーザ光のスペクトル幅を拡張させる（半値幅を広げる）。フォトニック結晶による非線形効果は、パルスレーザ光に対して顕著に作用するが、連続波のレーザ光への作用は大きくない。このため、本実施形態のような連続波である治療レーザ光に対し充分な非線形効果を作用させるためには、非線形光学素子（結晶ファイバ１９）の光軸方向の長さを所定以上必要とする。例えば、結晶ファイバ１９に入射するレーザ光のスペクトル幅が０．２ｎｍ（中心波長に対して±０．１ｎｍ）であり、そのスペクトル幅を２０ｎｍ（中心波長に対して±１０ｎｍ）程度まで拡張する場合、結晶ファイバ１９は、少なくとも数ｍの長さとされ、好ましくは、十ｍ程度から数十ｍ程度までの長さとされる。なお、結晶ファイバ１９に入射する治療レーザ光は、サージパルス等の影響が少なく、数十ｍＷ〜数Ｗ程度の出力のレーザ光とする。また、結晶ファイバの技術は、特開２００４−４３２０号公報に開示されている。
【００１６】
操作ユニット２０は、治療レーザ光を照射するトリガ信号を入力するためのフットスイッチ２１、入出力手段であるタッチパネル式のモニタ２２、を備える。モニタ２２の操作により術者はグラフィカルに照射条件等の設定と確認ができる。モニタ２２には、治療レーザ光のパルス幅（照射時間）を設定するパルス幅設定部２３、治療レーザ光の出力を設定する出力設定部２４、を備える。パルス幅設定部２３は、現在設定（選択）されているパルス幅を表示する表示部２３ａ、パルス幅を短くする設定信号を入力するスイッチ２３ｂ、パルス幅を長くするための設定信号を入力するスイッチ２３ｃ、を備える。同様に、出力設定部２４は、現在設定（選択）されている出力（治療レーザ光の出力）を表示する表示部２４ａ、出力を低くする設定信号を入力するスイッチ２４ｂ、出力を高くするための設定信号を入力するスイッチ２４ｃ、を備える。
【００１７】
制御ユニット３０は、装置の統合・制御・判定等を行うユニットであり、励起光源１１ａ、安全シャッタ１６、温度調節ユニット４１、パワーモニタ４２、エイミング光源４３、フットスイッチ２１、モニタ２２、メモリ３１が接続される。
【００１８】
次に、デリバリ部１００Ｂの構成を説明する。スリット光を投光する照明ユニット６０は、可視光を出射する照明光源、コンデンサレンズ、照明用のスリット光を得るためのスリット板、投光レンズ、分割ミラーを備える。照明ユニット６０には、各光学素子により照明光学系が構成される。照明ユニット６０から出射されたスリット光は、コンタクトレンズＣＬを介して患者眼の眼底に投光される。
【００１９】
双眼の顕微鏡ユニット７０は、対物レンズ、変倍用のレンズを切り替え配置する変倍光学系、治療レーザ光の反射光から術者眼ＯＥを保護する保護フィルタ、光路を折り曲げる正立プリズム群、光量調整用の視野絞り、接眼レンズを備える。顕微鏡ユニット７０は、照明された患者眼ＰＥの眼底からの反射光を術者眼ＯＥへと導光する。顕微鏡ユニット７０には、各光学素子により観察光学系が構成される。
【００２０】
照射光学系８０は、レンズ８１、レーザ光のスポットサイズを変更するために光軸に沿って移動可能なズームレンズ（変倍光学系）８２、対物レンズ８３、反射ミラー８４、を備える。照射光学系８０により、ファイバ５０の出射端面の像を所定のスポットサイズとしてターゲットである患者組織（ここでは、患者眼ＰＥの眼底）に結像される。従って、照射光学系８０は、パーフォーカル光学系となる。なお、本実施形態では、ファイバ５０のコア径は、５０μｍとし、照射光学系８０により、結像倍率（眼底でのスポットサイズ）を１〜２０倍の間で変更させる構成とする。
【００２１】
次に、治療レーザ光のスペクトル幅の拡張と、ビームプロファイルの平坦化（均一化、平滑化）について説明する。図２は、レーザ光のスペクトルを説明する図である。図３は、スペクトル幅の狭いレーザ光をマルチモードファイバに通したときのビームプロファイル（スペックルパターン）を示した模式図である。図４は、各波長のレーザ光をマルチモードファイバに通したときのビームプロファイルを説明する図である。なお、図３、４のビームプロファイルは、ファイバ５０（マルチモードファイバ）の出射端面位置において、光軸を通る断面上のプロファイル（強度分布）とする。また、説明の簡便のため、マルチモードファイバは直線形状と仮定する。
【００２２】
図２に示すように、ファイバレーザ１１から出射され、波長変換された治療レーザ光（波長＝５３２ｎｍ）Ｂ１は、ビーム品質が高い。具体的には、Ｍ2（ビームクオリティファクタ）が１．０に近い。このため、スペクトル幅は狭く、例えば、中心波長に対するスペクトル幅は±０．２ｎｍ以下、ここでは、±０．１ｎｍ程度とする。波長変換素子１３の変換効率を考慮すると、設定された中心波長に対してスペクトル幅が広がったとしても、±０．２ｎｍとなる。また、図示は略すが、レーザ光Ｂ１のビームプロファイルは、ガウシアンとなっている。ここで、レーザ光Ｂ１がファイバ５０を通ると想定する。レーザ光Ｂ１は、ファイバ５０内で全反射を繰り返すことにより干渉が起こって、図３に示すスペックルパターンを示す。このビームプロファイルは、レーザ光Ｂ１の全波長に亘っている。このようなスペックルパターンは、患者眼の眼底へと結像されることとなり、熱の拡散に偏りが生じることとなり、焼けムラの原因となりやすい。なお、図３は、模式図であり、実際のファイバ５０は屈曲して保持され、レーザ光Ｂ１のビームプロファイルは偏ってしまうことが多い。
【００２３】
一方、図２において、レーザ光Ｂ２は、波長変換された治療レーザ光（Ｂ１）を結晶ファイバ１９に透過させたときのスペクトルを示している。結晶ファイバ１９内を通るレーザ光Ｂ１のスペクトルは、自己位相変調（SPM：Self Phase Modulation）により拡張される。本実施形態では、波長（＝５３２ｎｍ）を中心に、少なくとも１．０ｎｍ（中心波長に対して、±０．５ｎｍ）の幅でスペクトル幅を広げるものとする。このとき、図２におけるレーザ光Ｂ１の面積（波長幅と強度の積と一致）と、レーザ光Ｂ２の面積とが、概ね一致する。従って、結晶ファイバ１９でのエネルギ損失は極めて小さいこととなる。このため、スペクトルが拡張されると、レーザ光のピーク強度は低下することとなる。言い換えると、レーザ光の強度分布において、スペクトル幅の拡張に応じて強度が拡散することとなる。
【００２４】
なお、スペクトル幅の拡張に関し、ファイバ５０から出射するレーザ光のスペックルノイズを低減し、ビームプロファイルを平坦化する上では、スペクトル幅をできるだけ広くした方が良い。しかし、スペクトル幅が広すぎると、治療レーザ光の組織への侵達（進達）度、治療効果等に影響する。このため、スペクトル幅の拡張は、治療レーザ光（波長変換素子１３で波長変換されたレーザ光）の中心波長に対して±１０ｎｍまでとする。好ましくは、±５ｎｍまでであり、さらに好ましくは±１ｎｍまでである。
【００２５】
ここで、レーザ光Ｂ２の５つの波長（λ０、λ１、λ２、λ３、λ４）に注目する。λ０は、中心波長の５３２ｎｍであり、波長λ１、λ２は、短波長側に拡張された波長のおいて、５３１．５ｎｍ、５３１ｎｍに対応する。同様に、波長λ３、λ４は、長波長側に拡張された波長において、５３２．５ｎｍ、５３３ｎｍに対応する。図４の左側には、各波長（λ０〜λ４）でのレーザ光のビームプロファイル（スペックルパターン）が模式的に示されている。図２の場合と同様に、各波長では、異なる形状のスペックルパターンが表れている。各波長間では、干渉性は低い（レーザ光Ｂ２の縦モードの干渉性が低下する）。このため、レーザ光Ｂ２が入射するファイバ５０内では、各波長（モード）が混在し、各波長毎にスペックルパターンが発生するが、これらのスペックルパターンは干渉することなく重なり合う。従って、図４の右側に示すビームプロファイルでは、波長λ０〜λ４のスペックルパターンが足し合わされた形状となる。スペックルパターンが異なる波長毎に足し合わされることによって、スペックルの山、谷が打ち消しあって、概ね平坦となる。 これにより、レーザ光Ｂ１がファイバ５０を透過した場合のビームプロファイルは、上部が平坦なトップハット状となる。
以上のような構成を備える装置において、手術時の動作を説明する。術者は手術に先立ち、治療レーザ光の照射条件の設定を行う。装置１００の電源を入れると、モニタ２２のパルス幅設定部２３の表示部２３ａ及び出力設定部２４の２４ａに現在の照射条件が表示される。術者は、スイッチ２３ｂ、２３ｃを操作して所期するパルス幅を設定する。また、術者は、スイッチ２４ｂ、２４ｃを操作して所期する治療レーザ光の出力値を設定する。設定されたパルス幅と出力は、メモリ３１に記憶される。出力が設定されると、制御ユニット３０は、励起光源１１ａを駆動する。制御ユニット３０は、温度調節ユニット４１を駆動し、一定の変換効率となるように波長変換素子１３の温度を維持する。また、制御ユニット３０は、シャッタ１６を光路に挿入し、テスト照射を行う。設定された出力値に基づいて励起光源１１ａを駆動し、波長変換された治療レーザ光の一部をパワーモニタ４２で受光し、出力を確認する。
【００２６】
装置１００の設定が終わると、術者は患者眼を観察及びスポットの位置合せを行う。照明ユニット６０を操作し、照明光によって眼底を照明する。眼底は顕微鏡ユニット７０を通して観察される。術者は、図示なきスイッチによりエイミング光源４３を点灯し、スポット径を調整して、所望のスポットサイズとする。照射光学系８０を介して患者眼ＰＥの眼底に照射される。術者はエイミング光の患部への位置合わせを行った後、フットスイッチ２１を押して治療レーザ光の照射を行う。
【００２７】
このとき、制御ユニット３０は、安全シャッタ１６を光路から外し、励起光源１１ａを駆動する。励起光が入射されたファイバ１１ｂからは赤外の基本波レーザ光が出射（発振）され、基本波レーザ光は、波長変換素子１３により可視の治療レーザ光に変換され、結晶ファイバ１９を介してファイバ５０へと入射される。結晶ファイバ１９でスペクトル幅が拡張された治療レーザ光は、ファイバ５０内を通ることによって、全体としてスペックルノイズが低減される。ファイバ５０から出射された治療レーザ光は、レンズ８１、ズームレンズ８２、対物レンズ８３、反射ミラー８４、コンタクトレンズＣＬを介して患者眼ＰＥの眼底へと照射される。このとき、治療レーザ光の眼底上でのビームプロファイルは、トップハット状となっている。
【００２８】
以上のようにして、ビーム品質が高いレーザをマルチモードファイバで導光しても、スペックルの影響を抑制して、治療に適した平坦化されたトップハット状のビームプロファイルを得ることができ、治療が行える。
【００２９】
なお、以上説明した本実施形態では、結晶ファイバ１９の出射端とファイバ５０の入射端を互いの光軸が一致するように融着する構成としたが、ファイバ５０に対して結晶ファイバ１９の光軸を偏心させる構成としてもよい。このような場合、ファイバ５０内で、各波長におけるレーザ光のスペックルパターンが多様化し、ビームプロファイルの平坦化が進む可能性がある。また、結晶ファイバ１９とファイバ５０は、必ずしも融着しなくてもよい。結晶ファイバ１９から出射したレーザ光を、レンズを用いてファイバ５０の入射端面に集光させる構成としてもよい。
【００３０】
また、以上説明した本実施形態では、非線形光学素子としてフォトニック結晶ファイバを用いる構成としたが、これに限るものではない。ファイバ５０に入射する治療レーザ光のスペクトルを非線形効果により拡張できる光学素子であればよい。例えば、ファイバコアにドープされることによってファイバの非線形性を高めることができる元素、化合物をドープしたファイバ、シリカファイバであってもよい。コアにドープする物質としては、ゲルマニウム、ゲルマニウムの酸化物、フッ化物、希土類、等が挙げられる。シリカファイバの場合には、著しく長く（例えば、数ｋｍ）とすることで、透過するレーザ光に非線形効果を作用させる構成とする。また、非線形光学素子は、ファイバの形態に限るものではない。バルクの非線形結晶に治療レーザ光を透過させる構成としてもよい。この場合、非線形結晶に入射させる治療レーザ光は、略平行光とし、出射した治療レーザ光をレンズでファイバ５０の入射端に集光させる光学系を用いる。
【００３１】
また、以上の説明では、基本波レーザ光を出射するレーザ光源としてファイバレーザを挙げたが、これに限るものではない。レーザ光源としては、比較的スペクトル幅が狭いレーザ光源、例えば、固体レーザであってもよい。また、以上の説明では、赤外レーザ光を可視レーザ光に変換する構成としたが、これに限るものではない。赤外光を赤外光（基本波となる赤外光の第２高調波等）に変換する構成としてもよい。
【００３２】
また、以上の説明では、励起光源１１ａを駆動（電流制御）することによって、設定されたパルス幅で治療レーザ光を出射させる構成としたが、これに限らない。安全シャッタを治療レーザ光の光軸に挿脱することによって、治療レーザ光の出射を制御する構成としてもよい。また、以上の説明では、治療レーザ光を連続波として出射する構成としたが、これに限るものではなない。組織に照射される治療レーザ光のビームプロファイルが平坦状であることが好ましい治療においては、治療レーザ光を適宜パルス発振させてもよい。なお。このような場合、パルスは機械的破壊作用を持つジャイアントパルスでないことが好ましい。
【００３３】
また、以上の説明では、患者眼の眼底に治療レーザ光を照射する装置を例に挙げたが、患者の組織に治療レーザ光を照射・導光して治療する装置であれば、本発明は、何れの装置でも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】眼科用レーザ治療装置の光学系及び制御系の概略構成図である。
【図２】レーザ光のスペクトルを説明する図である。
【図３】スペクトル幅の狭いレーザ光をマルチモードファイバに通したときのビームプロファイル（スペックルパターン）を示した模式図である。
【図４】各波長のレーザ光をマルチモードファイバに通したときのビームプロファイルを説明する図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０ レーザ光源ユニット
１１ ファイバレーザ
１９ フォトニック結晶ファイバ
１３ 波長変換素子
２０ 操作ユニット
３０ 制御ユニット
３１ メモリ
５０ 光ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ光を導光するためのマルチモードファイバと、該マルチモードファイバから出射されたレーザ光を患者の組織に照射する照射光学系と、を備えるレーザ治療装置において、
前記マルチモードファイバから出射されるレーザ光のビームプロファイルを略平坦とするために前記レーザ光源と前記マルチモードファイバとの間に配置される非線形光学素子であって、前記マルチモードファイバに入射するレーザ光のスペクトル幅を自己位相変調効果によって拡張させる非線形光学素子と、
を備える、ことを特徴とするレーザ治療装置。
【請求項２】
請求項１のレーザ治療装置において、
前記レーザ光源は、レーザ光の中心波長に対して±０．２ｎｍ未満のスペクトル幅のレーザ光を出射し、
前記非線形光学素子は、患者眼に照射されるレーザ光の波長が所期する治療効果を果たすために、前記レーザ光源から出射されたレーザ光の波長が±０．５ｎｍ以上、±１０ｎｍ以下となるスペクトル幅に拡張する、ことを特徴とするレーザ治療装置。
【請求項３】
請求項１又は２のレーザ治療装置において、
前記非線形光学素子は、レーザ光源から連続出射されるレーザ光のスペクトル幅を拡張させるために，シングルモードファイバである、ことを特徴とするレーザ治療装置。
【請求項４】
請求項３の何れかのレーザ治療装置において、
前記シングルモードファイバの出射端は、前記マルチモードファイバの入射端に融着されている、ことを特徴とするレーザ治療装置。
【請求項１】
治療レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ光を導光するためのマルチモードファイバと、該マルチモードファイバから出射されたレーザ光を患者の組織に照射する照射光学系と、を備えるレーザ治療装置において、
前記マルチモードファイバから出射されるレーザ光のビームプロファイルを略平坦とするために前記レーザ光源と前記マルチモードファイバとの間に配置される非線形光学素子であって、前記マルチモードファイバに入射するレーザ光のスペクトル幅を自己位相変調効果によって拡張させる非線形光学素子と、
を備える、ことを特徴とするレーザ治療装置。
【請求項２】
請求項１のレーザ治療装置において、
前記レーザ光源は、レーザ光の中心波長に対して±０．２ｎｍ未満のスペクトル幅のレーザ光を出射し、
前記非線形光学素子は、患者眼に照射されるレーザ光の波長が所期する治療効果を果たすために、前記レーザ光源から出射されたレーザ光の波長が±０．５ｎｍ以上、±１０ｎｍ以下となるスペクトル幅に拡張する、ことを特徴とするレーザ治療装置。
【請求項３】
請求項１又は２のレーザ治療装置において、
前記非線形光学素子は、レーザ光源から連続出射されるレーザ光のスペクトル幅を拡張させるために，シングルモードファイバである、ことを特徴とするレーザ治療装置。
【請求項４】
請求項３の何れかのレーザ治療装置において、
前記シングルモードファイバの出射端は、前記マルチモードファイバの入射端に融着されている、ことを特徴とするレーザ治療装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２１０２８７（Ｐ２０１２−２１０２８７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７６８９５（Ｐ２０１１−７６８９５）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
【Ｆターム（参考）】
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