患者の眼とレーザ・システムの所望の位置合せを確立して、それらを係合しやすくするデバイスは、眼を照明する光源を備える。患者をレーザ・システムに対して移動させる可動プラットフォームが設けられる。眼とレーザ・システムの位置合せを確立するため、基準マーカがレーザ・システムに配置される。次いで、マーカの画像が照明された眼からの反射と共にシステム制御器に伝送される。そこで画像及び反射が処理されて、測定された位置合せが決定され、所望の位置合せと比較される。次いで、位置合せのずれを示す誤差信号が生成され使用されて、プラットフォーム又は患者が適切な方向に漸進的に移動される。
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患者の角膜の光学特性を変化させる閉ループ制御システムは、基質内光切除による１つ又は複数の気泡が崩壊した後の角膜の形状を予測するアルゴリズムを含む。患者のデータをアルゴリズムへの入力として使用し、次いでそのアルゴリズムを稼動して角膜変化の最初の治療計画が立案される。最初の計画には、通常、複数の基質内光切除部位及び対応する切除エネルギが含まれる。１つ又は複数の計画の部位が光切除された後、かつ発生した気泡が崩壊する前に、角膜を通過する光の実時間の波面形状が測定される。次いで波面がアルゴリズムで使用されて、気泡崩壊後の角膜形状が予測され、更新された治療計画が作成される。次いで処置は、更新された治療計画で確認された１つ又は複数の部位を切除することによって継続される。波面測定及び計画更新を所望の回数だけ繰り返すことができる。
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光除去のための方法および装置が開示される。光除去は、より低いエネルギー除去閾値を有する材料と、より高いエネルギー除去閾値を有する材料との間の界面に沿って行われる。この方法および装置が利用するレーザービームのエネルギー密度は、より高いエネルギー除去閾値よりも小さく、より低いエネルギー除去閾値以上である。このレーザービームを界面に向けることによって、より低いエネルギー閾値を有する材料は光除去されるが、より高いエネルギー閾値を有する材料には、影響が極めて少ない。
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あらかじめ選択された角膜組織３２の表面下のボリュームを光破砕して、角膜の屈折特性を変えるための方法が開示される。具体的には、実質的に円錐形の面を有する少なくとも１つの基質のボリュームが光破砕される。このために、通常はレーザ源１２、レーザ・スキャナ２２、及び１つ又は複数の光学要素１８を有するレーザ装置１０が使用される。一実施例では、基質の各ボリュームが実質的に円錐形の面を有する、複数の基質のボリュームが逐次的に光破砕されて、隣接する基質の空洞を形成する。特定の実装形態では、円錐形の各面が、眼の前面を通る基準軸と同一直線上になるように位置調整され、且つ眼３０の前面に垂直に位置調整することが可能な円錐軸を定める。
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レーザ誘起光学的破壊（ＬＩＯＢ）を眼の角膜組織内で実行するシステム及び方法は、フォーカル・スポットのパターン計算を必要とする。次いで、ＬＩＯＢが、第１のフォーカル・スポットに誘起され、期間τ内で複数の中間フォーカル・スポットが続く。各フォーカル・スポットは、直径「ｄ_１」を有し、直径「ｄ_２」の一時的なキャビテーション気泡を発生させる。これは、時間「τ」内につぶれて、実質的に定常な直径「ｄ_３」となる。ここでｄ_１≦ｄ_３≦ｄ_２。各フォーカル・スポットが、期間「τ」内のその他すべての中間フォーカル・スポットから、「ｄ_２」よりも大きく離れた距離に配置される。時点「τ」にて、第１のフォーカル・スポットからの距離「ｄ_３」に、パターン内の第２のフォーカル・スポットを作ることができる。次いでこのプロセスに、別の期間「τ」内に作られる別の複数の中間フォーカル・スポットが続く。
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選択的に整形された波面を有する多色光を生成するシステムは、少なくとも２つの波長λ_１、λ_２の光ビームを生成する光源を含む。ビームは、λ_１波面及びλ_２波面を形成する複数の連続した部分ビームで構成されている。光源から光は１つ又は複数のアレイを含むことができる光移相デバイスの方に向けられ、各アレイは複数の要素を有している。機能的には、特定のアレイ内で、各要素は、対応する部分ビームの光経路長を選択的に変えるように独立に調整可能である。２つの波長λ_１、λ_２を有する光の場合、第１のアレイ構成は、λ_１波長光を整形し直すために使用され、第２のアレイ構成は、λ_２波長光を整形し直すために使用される。波面を整形し直し後に、λ_１及びλ_２波長光は、共通ビーム経路に向けられ、ここで見るか、像を形成するか、又はさらに処理することができる。
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角膜移植を実行するシステムは、レーザ・ビームを生成するレーザ光源、およびレーザ光源に対して患者を位置決めする椅子を含む。レーザ光源と係合可能な安定化要素が、患者の角膜の前面に固定され、レーザ光源と位置合わせした状態で角膜を保持する。次に、レーザ光源を使用して、患者の角膜から患部組織を取り出し、それによって既知の寸法の角膜腔を生成する。その後のステップで、角膜腔と実質的に同じ寸法を有するように以前に光変更したドナー移植片を、角膜腔に移植する。
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