具有多個(gè)光源的掃描光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】具有多個(gè)光源的掃描光學(xué)系統(tǒng)
[0001]本公開涉及具有多個(gè)光源的掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中每個(gè)光源都提供光輻射的各自光束。在某些實(shí)施方案中，多個(gè)光源包括第一光源和第二光源。應(yīng)理解，本公開不限于一共兩個(gè)光源。相反，多個(gè)可包括多于兩個(gè)光源，例如，三個(gè)或四個(gè)。
[0002]如本文所使用，光輻射是指紫外線波長(zhǎng)范圍、可見光波長(zhǎng)范圍和紅外線波長(zhǎng)范圍中的任何內(nèi)的電磁輻射。由源中的不同一個(gè)提供的光輻射在波長(zhǎng)范圍方面可不同或者可具有相同的一個(gè)波長(zhǎng)或多個(gè)波長(zhǎng)。
[0003]掃描光學(xué)系統(tǒng)可進(jìn)行需要光輻射的光束橫跨與光束的傳播方向正交的平面(即橫向掃描)而轉(zhuǎn)向的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用。可能需要這樣的轉(zhuǎn)向以便在目標(biāo)區(qū)域上方移動(dòng)光束。根據(jù)光束的應(yīng)用和輻射性能，光束在目標(biāo)上的入射率可用于處理(例如，燒蝕或光破壞)目標(biāo)或者用于對(duì)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。本公開的范圍內(nèi)的掃描光學(xué)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)獨(dú)有的處理應(yīng)用、獨(dú)有的測(cè)量應(yīng)用，或處理應(yīng)用和測(cè)量應(yīng)用的組合。對(duì)于光束掃描，掃描光學(xué)系統(tǒng)包括偏轉(zhuǎn)器裝置，其被設(shè)置來通過各種掃描角度接收和偏轉(zhuǎn)光學(xué)輻射的光束。
[0004]在由本公開所設(shè)想的類型的掃描光學(xué)系統(tǒng)中，由不同源提供的光束橫穿偏轉(zhuǎn)器裝置。根據(jù)操作模式，偏轉(zhuǎn)器裝置可對(duì)橫穿偏轉(zhuǎn)器裝置的光束進(jìn)行掃描或者可保持閑置。在后一種情況下，光束橫穿偏轉(zhuǎn)器裝置而不被掃描。是否被掃描，系統(tǒng)的所有光束可沿公共光束路徑被從偏轉(zhuǎn)器裝置引導(dǎo)至掃描光學(xué)系統(tǒng)的光束輸出端口(或“窗口 ”)。
[0005]為了確保由系統(tǒng)提供的光束穿過偏轉(zhuǎn)器裝置，可設(shè)想將在偏轉(zhuǎn)器裝置前將光束引導(dǎo)在一起，使得它們沿公共光軸傳播并在該軸上進(jìn)入偏轉(zhuǎn)器裝置中。半透明鏡、回轉(zhuǎn)鏡和偏振相關(guān)的耦接器是常規(guī)地用于將單獨(dú)光束路徑耦接到共同光軸的耦接元件的實(shí)施例。不幸地，使用這種類型的耦接元件可能會(huì)引起某些缺點(diǎn)。例如，半透明鏡可引起行進(jìn)通過鏡的光束的功率降低。由于致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)鏡進(jìn)入和離開光束路徑所需的時(shí)間，使用回轉(zhuǎn)鏡可在掃描光學(xué)系統(tǒng)的操作中引入不期望的延遲。此外，耦接元件的設(shè)置意味著系統(tǒng)的復(fù)雜性增加且可能使系統(tǒng)的初始設(shè)置和設(shè)置的后面校正變得繁重。
[0006]本公開提供了一種光學(xué)掃描系統(tǒng)，其包括:多個(gè)光源，每個(gè)光源都被配置來提供光輻射的光束；偏轉(zhuǎn)器裝置，其設(shè)置來接收和偏轉(zhuǎn)由光源提供的光束，偏轉(zhuǎn)器裝置被配置來用于對(duì)橫穿偏轉(zhuǎn)器裝置的輻射的光束進(jìn)行掃描操作；其中由光源提供的光束包括以第一取向入射到偏轉(zhuǎn)器裝置上的第一光束；和以第二取向入射到偏轉(zhuǎn)器裝置上的第二光束，其中第一取向不同于第二取向。在某些實(shí)施方案中，多個(gè)光源是兩個(gè)。在其它實(shí)施方案中，多個(gè)光源是三個(gè)。而在其它實(shí)施方案中，多個(gè)光源是四個(gè)或更多個(gè)。
[0007]在根據(jù)本公開的掃描光學(xué)系統(tǒng)中，偏轉(zhuǎn)器裝置被配置來在各自不同取向接收第一光束和第二光束(和可由系統(tǒng)提供的光輻射的可能的附加光束)。如本文所使用，取向是指在光束到達(dá)偏轉(zhuǎn)器裝置時(shí)光束的傳播方向。在某些實(shí)施方案中，第一取向相對(duì)于第二取向傾斜。第一光束相對(duì)于第二光束的傾斜角可例如不大于70度、60度或50度和/或不小于1度、2度、3度、4度、5度、7度、10度、15度或20度。第一光束和第二光束可在偏轉(zhuǎn)器裝置上具有相同入射位置或不同入射位置。
[0008]偏轉(zhuǎn)器裝置可包括任何合適類型的偏轉(zhuǎn)元件，所述偏轉(zhuǎn)元件可掃描以相對(duì)于偏轉(zhuǎn)元件的不同取向而到達(dá)的入射光束。根據(jù)某些實(shí)施方案，偏轉(zhuǎn)器裝置包括設(shè)置來用于繞至少一個(gè)傾斜軸傾斜的第一掃描鏡，其中第一光束以第一取向入射到第一掃描鏡上且第二光束以第二取向入射到第一掃描鏡上。第一掃描鏡可以是單軸向鏡或雙軸向鏡。單軸向鏡可繞單軸傾斜，雙軸向鏡可繞兩個(gè)相互正交的軸獨(dú)立地傾斜。根據(jù)可替代實(shí)施方案，偏轉(zhuǎn)器裝置包括多邊形掃描器或電光液晶掃描器，其中多邊形掃描器或電光液晶掃描器能夠掃描以相對(duì)于掃描器的不同取向到達(dá)的進(jìn)入光束。
[0009]根據(jù)某些實(shí)施方案，偏轉(zhuǎn)器裝置包括電磁驅(qū)動(dòng)單元，其用于驅(qū)動(dòng)第一掃描鏡通過大于第一取向和第二取向之間的角度偏移的角度范圍。角度偏移意味著第一取向和第二取向之間所圍成的角度的值。
[0010]根據(jù)某些實(shí)施方案，偏轉(zhuǎn)器裝置包括設(shè)置來用于繞第一傾斜軸傾斜的第一掃描鏡和設(shè)置來用于繞第二傾斜軸傾斜的第二掃描鏡，其中第一傾斜軸垂直于第二傾斜軸取向，其中第一光束和第二光束分別以第一取向和第二取向入射到到第一掃描鏡，其中第一掃描鏡被布置來以共同第三取向?qū)⒌谝还馐偷诙馐龑?dǎo)至第二掃描鏡。
[0011]根據(jù)某些實(shí)施方案，掃描光學(xué)系統(tǒng)包括用于光學(xué)地分析目標(biāo)的干涉測(cè)量裝置。測(cè)量裝置被布置來在從目標(biāo)反向散射的輻射和從由光源提供的光束中的至少一個(gè)獲得的參考輻射之間建立干擾。測(cè)量裝置可包括基于0LCR的測(cè)量單元和基于0CT的測(cè)量單元中的至少一個(gè)。
[0012]在下文中將參考附圖更詳細(xì)地描述某些實(shí)施方案，其中:
[0013]圖1示意地示出根據(jù)一個(gè)示例性構(gòu)造的掃描光學(xué)系統(tǒng)；和
[0014]圖2示出根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案的圖1的系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)單元的細(xì)節(jié)。
[0015]現(xiàn)在參考附圖，詳細(xì)地示出所公開的裝置和方法的示例性實(shí)施方案。下面的描述不以任何方式意在是窮舉的或以其它方式將所附權(quán)利要求限制或限定于附圖中所示和本文所公開的具體實(shí)施方案。雖然附圖表示可能的實(shí)施方案，但是附圖不一定按比例且某些特征可被簡(jiǎn)化、放大、移除或部分剖面以更好地示出實(shí)施方案。此外，某些附圖可以是示意形式。
[0016]圖1示出通常指定為10的掃描光學(xué)系統(tǒng)。掃描光學(xué)系統(tǒng)10被設(shè)計(jì)用于對(duì)人眼12進(jìn)行診斷測(cè)量。可在眼睛12的激光手術(shù)治療之前、期間和/或之后需要這樣的測(cè)量。掃描光學(xué)系統(tǒng)10包括第一干涉測(cè)量單元和第二干涉測(cè)量單元14、16，這兩個(gè)干涉測(cè)量單被配置來使用由各自測(cè)量單元內(nèi)部的光源提供的參考光和從由眼睛12反射的反向散射光衍生的樣本光來進(jìn)行低相干干涉測(cè)量。在所示的示例實(shí)施方案中，示出兩個(gè)測(cè)量單元14、16。應(yīng)理解，可包括具有掃描光學(xué)系統(tǒng)10的任何多個(gè)測(cè)量單元。此外，除了測(cè)量單元14、16外，或代替測(cè)量單元14、16中的一個(gè)，掃描光學(xué)系統(tǒng)10可包括激光源模塊(未示出)。當(dāng)配備有激光源模塊時(shí)，掃描光學(xué)系統(tǒng)10可用作組合的診斷和手術(shù)工具，其允許眼睛12的診斷測(cè)量以及眼睛12的激光治療兩者，諸如，例如，用于眼睛12的屈光矯正。
[0017]第一測(cè)量單元14發(fā)射光輻射的第一光束18，且第二測(cè)量單元16發(fā)射光輻射的第二光束20。在某些實(shí)施方案中，第一光束18和第二光束20具有不同波長(zhǎng)。在其它實(shí)施方案中，第一光束18和第二光束20具有相同波長(zhǎng)。第一測(cè)量單元14在光低相干反射(0LCR)的基礎(chǔ)上實(shí)施例如光學(xué)生物測(cè)量裝置操作。第一測(cè)量單元14可實(shí)施一個(gè)或多個(gè)非接觸；一維生物識(shí)別功能，包括但不限于:用于測(cè)量眼睛12的軸向長(zhǎng)度的功能、用于測(cè)量眼睛12的角膜的中心厚度的功能、用于測(cè)量眼睛12的前房的軸向長(zhǎng)度的功能、用于測(cè)量眼睛12的晶狀體的中心厚度的功能、用于進(jìn)行眼睛12的角膜曲率(S卩，用于測(cè)量前角膜曲率)的功能、用于測(cè)量眼睛12的白眼到白眼的距離的功能、用于進(jìn)行眼睛12的瞳孔測(cè)量(即用于測(cè)量光瞳直徑)的功能、用于測(cè)量眼睛12的視軸的偏心率的功能，和用于測(cè)量眼睛12的視網(wǎng)膜厚度的功能。
[0018]第一光束18的輻射可在紅色或紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)，并且可以例如介于750nm至900nm之間的任何位置。作為純粹說明性和非限制性的實(shí)施例，第一光束18可具有約820nm的波長(zhǎng)。第二測(cè)量單元16可在光學(xué)相干斷層掃描(0CT)的基礎(chǔ)上實(shí)施二維或三維成像裝置操作。第二光束20的輻射可以在紅色或紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)和/或在UV波長(zhǎng)范圍內(nèi)。例如，第二光束20可包括具有介于750nm和900nm之間的任何位置和/或介于750nm和300nm之間的任何位置的波長(zhǎng)的輻射。作為純粹說明性的數(shù)值實(shí)施例，第二光束20可具有約790nm和/或約350nm的波長(zhǎng)。
[0019]在某些實(shí)施方案中，第一測(cè)量單元14包括如圖所示耦接的第一光源22、第一分束器24、第一參考鏡26、第一檢測(cè)器28和基于軟件的第一分析器30。第一檢測(cè)器28檢測(cè)由從第一參考鏡26反射的參考光與從眼睛12反射并返回到第一測(cè)量