AT504868A2

AT504868A2 - DEVICE AND METHOD FOR TEMPERATING A DEVICE FOR PRODUCING LASER RADIATION

Info

Publication number: AT504868A2
Application number: AT13142007A
Authority: AT
Inventors: Markus Widmer
Original assignee: Meridian Ag
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2008-08-15
Also published as: CH698316B1; DE102007039701A1; AT504868B1; AT504868A3

Description

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Vorrichtung und Verfahren zur Temperierung eines Geräts zur Erzeugung von LaserstrahlungDevice and method for tempering a device for generating laser radiation

Technisches Gebiet 5 Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Temperierung eines Geräts zur Erzeugung von Laserstrahlung. Die Erfindung betrifft auch ein Gerät zur Erzeugung von Laserstrahlung, welches eine erfindungsgemässe Temperierungsvorrichtung umfasst. Bei dem besagten Gerät zur Erzeugung von Laserstrahlung handelt es sich 10 vorzugsweise um einen Festkörper-Laser. Die Erfindung betrifft ausserdem die Anwendung einer erfindungsgemässen Vorrichtung, des Verfahrens oder des Lasers in der Medizin, insbesondere in der Ophthalmologie und der Dermatologie vorzugsweise für Anwendung in der Medizin. 15 Stand der TechnikTECHNICAL FIELD The present invention relates to a device and a method for controlling the temperature of a device for generating laser radiation. The invention also relates to a device for generating laser radiation, which comprises a tempering device according to the invention. The device for generating laser radiation is preferably a solid-state laser. The invention also relates to the use of a device according to the invention, of the method or of the laser in medicine, in particular in ophthalmology and dermatology, preferably for use in medicine. 15 State of the art

Festkörper-Laser werden häufig zur Behandlung von Erkrankungen am menschlichen oder tierischen Körper, insbesondere im Auge und an der Haut mittels Laserstrahlung eingesetzt. Ein Problem, welches sich bei solchen Festkörper-Lasern ergibt, liegt im thermischen Bereich. Der Betrieb 20 eines solchen Lasers erzeugt Wärme, die abgeführt werden muss, um den Laser in einem stabilen Betriebszustand halten zu können. Aus diesem Grund werden solche Laser üblicherweise mit Luft- oder Wasserkühlungen versehen, die meistens über Luftwärmetauscher - in der Regel mit Lüftern / Ventilatoren - die Kühlung gegenüber der umgebenden Raumluft besorgen. 25Solid state lasers are often used for the treatment of diseases on the human or animal body, in particular in the eye and on the skin by means of laser radiation. A problem that arises in such solid-state lasers is in the thermal range. The operation 20 of such a laser generates heat that must be dissipated to keep the laser in a stable operating condition. For this reason, such lasers are usually provided with air or water cooling, most of the air heat exchanger - usually with fans / fans - get the cooling against the surrounding room air. 25

Da Behandlungen am menschlichen oder tierischen Körper häufig in steriler Umgebung - z.B. in einem Operationssaal - durchgeführt werden, ist es nachteilig, wenn unnötige Luftverwirbelungen, wie sie z.B. durch solche Ventilatoren erzeugt werden, stattfinden. Diese Luftverwirbelungen zwingen 30 den Benutzer eines solchen Geräts, das Gerät möglichst weit vom laminarenSince treatments on the human or animal body are often carried out in a sterile environment - e.g. in an operating room - it is disadvantageous if unnecessary air turbulence, as e.g. generated by such fans take place. These air turbulences force the user of such a device, the device as far as possible from the laminar

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Luftstrom und somit von der Behandlungszone aufzubauen, womit auch die Bedienung des Gerätes während einer operativen Behandlung erschwert wird. 5 Ein weiteres mögliches Problem bei der Anwendung von Lasern zur Behandlung von menschlichen oder tierischen Körpern kann sich aus der Baugrösse der Laser ergeben. Man versucht Laser möglichst klein zu bauen. Bei der Anwendung von Wasserkühlern und / oder Lüftern ist die Baugrösse jedoch relativ gross. 10Air flow and thus build up of the treatment zone, which also the operation of the device during an operative treatment is difficult. Another potential problem with the use of lasers to treat human or animal bodies may be the size of the lasers. One tries to build lasers as small as possible. When using water coolers and / or fans, the size is relatively large. 10

Schliesslich ist bei Lasern - vor allem im Gerätebereich - die Leistungsaufnahme ein Problem, welche ebenfalls einen wesentlichen Einfluss auf die Baugrösse hat. Je grösser die Leistungsaufnahme, umso grösser die Baugrösse. Dieses deshalb, weil elektrische Leitungen, 15 Transformatoren, Umrichter etc. bei einer hohen Leistungsaufnahme entsprechend gross dimensioniert werden müssen. Natürlich erhöht die Leistungsaufnahme auch die Verlustleistung, was wiederum das ersterwähnte Problem der Notwendigkeit einer Kühlung und auch das zweite Problem der Baugrösse nachteilig beeinflussen kann. Je grösser die 20 Leistungsaufnahme ist, umso grösser müssen die Kühlanlagen sein, was wiederum zu einer grösseren Baugrösse führt.Finally, with lasers - especially in the field of equipment - the power consumption is a problem, which also has a significant influence on the size. The greater the power consumption, the larger the size. This is because electrical lines, 15 transformers, inverters, etc. must be dimensioned correspondingly large at a high power consumption. Of course, the power consumption also increases the power dissipation, which in turn can adversely affect the first-mentioned problem of the need for cooling and also the second size problem. The larger the power consumption, the greater must be the cooling systems, which in turn leads to a larger size.

Ein weiteres Problem bei Lasern mit Kühleinrichtungen wie Ventilatoren ist deren Lärmerzeugung. Gerade beim Einsatz in einem Operationssaal ist 25 dieses unerwünscht, da bereits durch die Luftaufbereitung und die Laminarströmung in der sterilen Zone des Operationssaals sowie durch die während einer Operation notwendigen Geräte (Monitore und lebenserhaltende Geräte) eine hohe Geräuscheinwirkung auf den Operator stattfindet. Diese Geräuscheinwirkung wird vom Operator als negativ 30 empfunden. Weitere lärmentwickelnde Geräte wie beispielsweise Laser mitAnother problem with lasers with cooling devices such as fans is their generation of noise. Especially when used in an operating room 25 this is undesirable because already takes place by the air treatment and laminar flow in the sterile area of the operating room and by the necessary during an operation equipment (monitors and life-support devices) high noise on the operator. This noise effect is perceived by the operator as negative 30. Other noise-generating devices such as laser with

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Ventilatoren können somit vom Operator als negativ und störend empfunden werden.Fans can therefore be perceived by the operator as negative and disturbing.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen möglichst kleinen 5 handlichen und geräuscharmen Festkörper-Laser für die Anwendung im OP-Bereich zu schaffen, der die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist.The invention is based on the object to provide the smallest possible 5 handy and quiet solid-state laser for use in the surgical field, which does not have the disadvantages mentioned above.

Es sind Laser bekannt, die als Alternative zu Wasser- oder Luftkühlern Peltierelemente als Kühlsysteme einsetzen. Diese Elemente dienen dazu, io durch den Peltiereffekt elektrischen Strom direkt in Kühlleistung umzusetzen. Solche Elemente haben den Vorteil, direkt an den warmen Stellen angebracht zu werden. Um das erste Problem zu lösen, könnte man daher an die Anwendung solcher Peltierelemente denken. Damit wird jedoch automatisch die Leistungsaufnahme der Laser in die Höhe getrieben, da 15 diese Peltierelemente eben zusätzliche Energie verbrauchen und somit diese Methode eigentlich gegen die Erkenntnis der dritten Problemstellung, nämlich der Erhöhung der Baugrösse bei zunehmender Leistungsaufnahme, verstösst. Die Wärme, die durch die Peltierelemente von der warmen Stelle abgeführt wird, sowie die Wärme, die durch die Peltierelemente als 20 Verlustleistung erzeugt wird, müssen nun noch zusätzlich von der warmen Seite der Peltierelemente abgeführt werden. Dieses geschieht für gewöhnlich mittels erzwungener Konvektion durch Ventilatoren.Lasers are known which use Peltier elements as cooling systems as an alternative to water or air coolers. These elements serve to convert electric current directly into cooling power through the Peltier effect. Such elements have the advantage of being directly attached to the hot spots. To solve the first problem, one could therefore think of the use of such Peltier elements. However, this automatically drives up the power consumption of the lasers, since these Peltier elements just consume additional energy and thus this method actually violates the knowledge of the third problem, namely the increase in size with increasing power consumption. The heat, which is dissipated by the Peltier elements from the warm place, as well as the heat, which is generated by the Peltier elements as power loss, must now be additionally dissipated by the warm side of the Peltier elements. This usually happens by means of forced convection by fans.

Gelöst wird die resultierende Aufgabe der Erfindung, nämlich der 25 gleichzeitigen Lösung der vorgenannten drei Problemstellungen, dadurch, dass der Festkörper-Laser und alle seine wärmeerzeugenden bzw. zu kühlenden oder zu temperierenden Bauteile mit einzelnen Temperierungselementen (in der Mehrzahl der Anwendungen zur Kühlung), welche ohne zusätzliches Kühlmedium wie Luft oder Wasser betrieben 30 werden, und Temperatursensoren versehen werden, die, nach einem 220807A264AT ............ • ·· · · · · · · · · • · · · · · ··· to · ·· • * · · ··· · · ··« · · • · · · ··· ··· 4The resulting object of the invention, namely the simultaneous solution of the aforementioned three problems, is solved by the fact that the solid-state laser and all its heat-generating or to be cooled or tempered components with individual Temperierungselementen (in the majority of applications for cooling), which are operated without additional cooling medium, such as air or water, and temperature sensors which, according to a 220807A264AT ............ • ··· · · · · · · · · · · · ··· to ··························································

Programm gesteuert, ein intelligentes Temperaturmanagement betreiben, so dass die Energieaufnahme des Lasers selbst, zur Erreichung und Erhaltung der optimalen Betriebstemperatur, minimiert werden kann und gleichzeitig die Temperierungsleistung (in der Regel Kühlleistung) minimiert 5 werden kann (geringstmöglicher Energieaufwand für die Temperierung bzw. Kühlung), ohne dass ein aktives Kühlelement wie Lüfter oder Wasserkreislauf eingesetzt werden müssen.Controlled program, operate an intelligent temperature management, so that the energy consumption of the laser itself, to achieve and maintain the optimum operating temperature can be minimized and simultaneously the temperature control (usually cooling capacity) can be minimized 5 (lowest possible energy consumption for the temperature control or cooling ) without having to use an active cooling element such as fan or water circuit.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird somit das gesamte io Lasergerät, mit allen wärmeerzeugenden Komponenten, überwacht und thermisch optimiert. Dabei wird nicht nur auf eine bestimmte, vorgegebene Temperatur geregelt, sondern die Vorgabetemperatur für den Regler wird gemäss den Randbedingungen angepasst, bzw. in erster Priorität für eine minimale Erwärmung des gesamten Systems optimiert. In zweiter Priorität 15 wird beispielsweise der Spitzenstrom des Gesamtsystems optimiert, wodurch die Grösse des notwendigen Netzteils minimiert werden kann und dessen Abwärme ebenfalls minimiert wird.In the device according to the invention, therefore, the entire laser device, with all the heat-generating components, is monitored and thermally optimized. It is not only regulated to a specific, predetermined temperature, but the default temperature for the controller is adjusted according to the boundary conditions, or optimized in the first priority for a minimum heating of the entire system. In second priority 15, for example, the peak current of the overall system is optimized, whereby the size of the necessary power supply can be minimized and its waste heat is also minimized.

Der Vorteil dieses Verzichts auf ein aktives Kühlelement ist, dass vor allem 20 beim Einsatz im Operationssaal keine Luftverwirbelung durch das Gerät stattfindet und das Geräteinnere praktisch nicht in Austausch mit der Umgebungsluft tritt und somit auch das Infektionsrisiko für den Patienten verringert werden kann. Da das Gerät den Fluss der sterilen Luft nicht stört, kann es auch sehr nahe dem operierenden Arzt verwendet werden. Dieses 25 wiederum ist für den Verlauf einer Operation vorteilhaft, da die Handstücke der Lasergeräte systembedingt nur eine möglichst kurze Länge aulweisen sollen. Im Weiteren wird das Gerät durch den Verzicht auf ein aktives Kühlelement kleiner, leichter und leiser, womit die Platz- und Lärmproblematik in OP- und Praxisraum minimiert werden kann.The advantage of not using an active cooling element is that, above all, there is no air turbulence through the device during use in the operating room and the interior of the device practically does not exchange with the ambient air and thus the risk of infection for the patient can be reduced. Since the device does not disturb the flow of sterile air, it can also be used very close to the operating physician. This 25, in turn, is advantageous for the course of an operation, since the handpieces of the laser devices should only have the shortest possible length as a result of the system. Furthermore, the device becomes smaller, lighter and quieter by eliminating the need for an active cooling element, thus minimizing space and noise problems in the operating theater and in the practice room.

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Durch die Verwendung des intelligenten Kühlsystems wird jedoch auch der Energieverbrauch des Geräts minimiert, da nur dort Wärme zu- oder abgeführt wird, wo dieses auch zwingend notwendig ist. Im Weiteren kann dadurch der Laser bezüglich seiner Nennleistung sehr klein gebaut werden. 5By using the intelligent cooling system, however, the energy consumption of the device is minimized, since only there heat is added or removed, where this is also absolutely necessary. In addition, the laser can be built very small in terms of its rated power. 5

Im Weiteren optimiert das intelligente Kühlsystem die Temperaturen der einzelnen Komponenten abhängig von der aus dem Gerät geforderten Leistung (es wird nur dort geregelt, wo zwingend Wärme zu oder abgeführt werden muss). 10Furthermore, the intelligent cooling system optimizes the temperatures of the individual components depending on the power demanded from the device (it is only regulated where it is absolutely necessary to supply or remove heat). 10

Bisher ist auf dem Markt noch kein Gerät erschienen, das eine ähnliche Optimierung der Wärmeflüsse im Gerät vornimmt. Die meisten Geräte haben einen Lüfter und / oder einen Wasserkreislauf. Typischerweise werden die Soll-Temperaturen bei diesen Geräten nicht situationsgerecht angepasst. 15So far, no device has appeared on the market, which makes a similar optimization of the heat flows in the device. Most devices have a fan and / or a water circuit. Typically, the setpoint temperatures for these devices are not adapted to the situation. 15

Es sind in der Literatur zwar Einzelkomponenten der erfindungsgemässen Vorrichtung bekannt geworden, jedoch nicht in der Kombination und zu dem angestrebten Zweck. 20 In der Lasertechnik wird Temperierung bzw. in der Regel Kühlung mit dem primären Fokus der Stabilisierung von Wellenlänge und Resonatorfunktion verwendet. Dazu nachfolgend einige beispielhafte Referenzen:Although individual components of the device according to the invention have become known in the literature, they are not known in the combination and for the intended purpose. In laser technology, temperature control or, as a rule, cooling with the primary focus of the stabilization of wavelength and resonator function is used. Here are some examples of references:

In der Patentschrift US-B- 6795453 wird eine Methode zur thermischen 25 Beeinflussung einer Laserquelle zwecks Veränderung der Eigenschaften (Wellenlänge) des Laserlichts beschrieben. Hinweise auf eine prozessorgesteuerte Steuerung durch Vergleich erhobener Messwerte mit einer Bewertungstabelle, entsprechend der dieser Erfindung gemässen Lösung der andersartigen Problemstellungen, gibt es nicht.The patent US-B-6795453 describes a method for the thermal influencing of a laser source for the purpose of changing the properties (wavelength) of the laser light. References to a processor-controlled control by comparing measured values with a scoring table, according to the solution of the different problems according to this invention, do not exist.

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Eine Kühlvorrichtung zur Kühlung eines Dioden-gepumpten, schichtweise aufgebauten Lasers mittels Verwendung eines flüssigen Kühlmediums, entsprechend der traditionellen Anwendung von zusätzlichen Kühlmedien, 5 was ausserhalb der Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung liegt, wird in der Patentschrift US-B-7075959 beschrieben.A cooling device for cooling a diode-pumped, layered laser using a liquid cooling medium, according to the traditional use of additional cooling media, 5 which is outside the scope of the present invention, is described in the patent US-B-7075959.

In der Anmeldung US-A-2005019041 wird eine Temperierungsvorrichtung zur Temperaturmessung und -einstellung durch Vergleich mit einem io Vergleichswert für eine individuelle Photodiode offenbart. Es gibt jedoch keinerlei Hinweise zur Erhebung einer Vielzahl derartiger Messwerte und deren gesamthafter Verarbeitung und Umsetzung in individuelle Steuerungswerte für eine Vielzahl von Leistungsempfängem. Damit ergeben sich auch der Offenbarung dieser Patentanmeldung keine Hinweise auf die 15 dieser Erfindung gemässe Problemlösung. Ähnliche Anordnungen zur Temperaturregelung einzelner oder mehrerer elektronischer Komponenten im allgemeinen oder (Halbleiter-) Laser im speziellen, ohne Hinweis auf eine Problemlösung gemäss der vorliegenden 20 Erfindung, werden beispielsweise auch in den Patentanmeldungen bzw. Patenten EP-B-467359, EP-B-0553867, US-A-4803689, US-A-5187714, US-B-6891278, WO-A-94/03849, US-A-20030178615 und US-A-20020121094 beschrieben. 25 In der Patentschrift EP-B-1023749 werden für spezielle Ausführungsformen (Nachrichtenlaser oder Laser langer Bauart) Anordnungen mit mehreren Temperatursensoren und selektiver Temperierung, allerdings ausschliesslich durch Heizung, beschrieben. Diese Patentschrift liefert aber keinerlei Hinweise auf die Zufuhr und Verarbeitung der Messdaten und deren 30 Vergleich mit einer Bewertungstabelle zur Bestimmung der von einerIn the application US-A-2005019041 a tempering device for temperature measurement and adjustment is disclosed by comparison with a comparison value for an individual photodiode. However, there is no evidence to collect a variety of such measurements and their overall processing and conversion into individual control values for a variety of power receivers. Thus, the disclosure of this patent application no clues to the 15 this invention moderate problem solution. Similar arrangements for controlling the temperature of individual or a plurality of electronic components in the general or (semiconductor) laser in particular, without reference to a problem solution according to the present invention, are also disclosed, for example, in the patent applications or patents EP-B-467359, EP-B- 0553867, US-A-4803689, US-A-5187714, US-B-6891278, WO-A-94/03849, US-A-20030178615 and US-A-20020121094. Patent specification EP-B-1023749 describes arrangements with a plurality of temperature sensors and selective temperature control, but only by heating, for special embodiments (message lasers or long-range lasers). However, this patent does not provide any indication of the supply and processing of the measured data and their comparison with a rating table for determining the of a

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Leistungselektronik abzugebenden Leistung und liefert damit keinen Hinweis auf die der vorliegenden Erfindung gemässe Problemlösung durch gleichzeitige Berücksichtigung und Verarbeitung aller erfassten Messwerte. 5 Damit wird in keiner der vorgenannten Beispiele zum Stand der Technik eine auf die dieser Erfindung zugrunde liegende Lösung der vorgenannten Problemstellungen offenbart. 10Power electronics to be delivered power and thus provides no indication of the problem solving the present invention by simultaneous consideration and processing of all measured values. Thus, in none of the above-mentioned examples of the prior art is a solution of the aforementioned problems underlying the invention disclosed. 10

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Figur 1 illustriert schematisch die Funktionsweise des Mess- und Regelsystems der erfindungsgemässen Vorrichtung, mit der insbesondere ein „intelligentes Temperaturmanagement“ erreicht wird. 15FIG. 1 schematically illustrates the mode of operation of the measurement and control system of the device according to the invention, with which, in particular, an "intelligent temperature management" is achieved. 15

Figur 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemässes Gerät zur Erzeugung von Laserstrahlung, vorzugsweise einen Festkörper-Laser, welcher mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Temperierung ausgestattet ist. 20 Figur 3 zeigt eine Teilansicht eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Temperierung eines Geräts zur Erzeugung von Laserstrahlung, welche Vorrichtung sich dadurch auszeichnet, dass thermisch bedingte Änderungen der Ausdehnungen zwischen Temperierungselementen und den zu temperierenden Bauteilen 25 durch die Verwendung von Befestigungselementen und Federelementen vermieden werden können.FIG. 2 schematically shows an apparatus according to the invention for generating laser radiation, preferably a solid state laser, which is equipped with a device according to the invention for temperature control. FIG. 3 shows a partial view of a particularly preferred embodiment of a device according to the invention for controlling the temperature of a device for generating laser radiation, which device is characterized in that thermally induced changes in the expansions between tempering elements and the components 25 to be tempered are avoided by the use of fastening elements and spring elements can be.

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Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Temperierung eines Geräts zur Erzeugung von Laserstrahlung, umfassend eine Vielzahl von Temperierungselementen, eine Grundplatte und 5 Kühlkörper (d.h. z. B. eine Grundplatte, welche als Kühlkörper wirken kann), Leistungselektronik (10 gemäss Figur 2) zur Bereitstellung elektrischer Leistung für die Temperierungselemente über Versorgungsleitungen (b gemäss Figur 2), eine Vielzahl von Temperatursensoren, eine Einheit zur Erfassung der Messwerte der Temperatursensoren (11 gemäss Figur 2), io sowie eine Prozessoreinheit zur Verarbeitung der von der Einheit 11 erfassten Messwerte der Temperatursensoren und Ansteuerung der Leistungselektronik 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Messwerte sowie optional weitere Messwerte und externe Vorgaben durch den Benutzer durch die Prozessoreinheit mit einer Bewertungstabelle 15 verglichen werden und auf diesem Vergleich basierend die über die Leistungselektronik 10 an die Temperierungselemente abzugebenden Leistungen individuell bestimmt und eingestellt werden.A first subject of the present invention is a device for tempering a device for generating laser radiation, comprising a multiplicity of tempering elements, a base plate and a heat sink (ie eg a base plate which can act as a heat sink), power electronics (10 according to FIG. 2) 2), a plurality of temperature sensors, a unit for detecting the measured values of the temperature sensors (11 according to FIG. 2), and a processor unit for processing the measured values acquired by the unit 11 Temperature sensors and control of the power electronics 10, characterized in that the detected measured values and optionally further measured values and external specifications are compared by the user by the processor unit with a rating table 15 and based on this comparison based on the power electr Onik 10 to be delivered to the Temperierungselemente services individually determined and adjusted.

Dabei wird bevorzugt, dass die Temperierungselemente von der 20 Prozessoreinheit als Kühlelemente oder als Heizelemente geschaltet werden können; neben dem Regelfall einer erforderlichen Kühlung von Bauteilen eines Geräts zur Erzeugung von Laserstrahlung gibt es auch Fälle, in denen zur Gewährleistung von konstanten Betriebsbedingungen, z. B. der vom Laser ausgestrahlten Wellenlänge, ein Heizen von Bauteilen erforderlich ist. 25It is preferred that the Temperierungselemente can be switched by the processor unit as cooling elements or as heating elements; In addition to the rule of a required cooling of components of a device for generating laser radiation, there are also cases in which to ensure constant operating conditions, eg. B. emitted by the laser wavelength, heating of components is required. 25

Ausserdem wird bevorzugt, dass es sich bei den Temperierungselementen um Peltierelemente handelt.In addition, it is preferred that the tempering elements are Peltier elements.

Charakteristisch für die erfindungsgemässe Vorrichtung ist, dass sie eine selektive Temperierung von Temperierungselementen nach Bedarf, d.h. nur 30 220807A264AT ............ • 9 « 9 9 ·· 9 · 9 t • · 4 9 9 · 999 9 9 9* • 9 9 9 99 9 · 999 9 t 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 bei Abweichung des von einem jeweils zugehörigen Temperatursensor gemessenen Werts von einem vorgegebenen Sollwert, ermöglicht und / oder es ermöglicht, die Leistungsabgabe an die Temperierungselemente zu minimieren. 5Characteristic of the device according to the invention is that it allows a selective temperature control of tempering elements as required, i. only 30 220807A264AT ............ • 9 «9 9 ·· 9 · 9 t • · 4 9 9 · 999 9 9 9 * • 9 9 9 99 9 · 999 9 t 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 allows deviation from the value measured by a respective associated temperature sensor from a predetermined setpoint, and / or makes it possible to minimize the power output to the Temperierungselemente. 5

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist vorteilhaft dadurch ausgezeichnet, dass sie ohne ein zusätzliches Kühlmedium, wie beispielsweise Luft und Wasser und / oder ohne aktive Kühlelemente, wie Lüfter und Ventilatoren, betreibbar ist. So werden auch die in den nachfolgenden Beispielen io beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ohne den Einsatz zusätzlicher Kühlmedien oder derartiger aktiver Kühlelemente betrieben.The device according to the invention is advantageously distinguished in that it can be operated without an additional cooling medium, such as, for example, air and water and / or without active cooling elements, such as fans and fans. Thus, the embodiments of the invention described in the following examples io are operated without the use of additional cooling media or such active cooling elements.

Indem der Prozessoreinheit der erfindungsgemässen Vorrichtung zusätzlich zu den Messwerten von Temperatursensoren auch Messwerte des 15 Stromverbrauchs des Gesamtsystems und / oder des Verbrauchs von Einzelverbrauchern wie beispielsweise eines Pumpkörpers bzw. einer Pumpdiode sowie Leistungs- und Energievorgaben durch den User zugeführt und mittels einer Bewertungstabelle bewertet werden, um daraus individuell an verschiedene Verbraucher (z. B. Temperierungselemente, 20 Pumpkörper etc.) abzugebende, individuell für die Vorgaben und mit den aktuellen Messwerten abgestimmte, optimierte Leistungsabgaben zu bestimmen, ermöglicht die erfindungsgemässe Vorrichtung auch eine Optimierung des Spitzenstroms der Gesamtsystems und / oder von Einzelströmen wie beispielsweise für einen Pumpkörper oder eine 25 Pumpdiode.In addition to the measured values of temperature sensors, the processor unit of the device according to the invention is also supplied by the user with measured values of the power consumption of the overall system and / or the consumption of individual consumers such as a pump body or a pump diode as well as power and energy specifications and evaluated by means of a rating table, In order to be able to individually determine optimized power outputs that are to be delivered to different consumers (eg tempering elements, 20 pump bodies, etc.), tuned individually for the specifications and with the current measured values, the device according to the invention also makes it possible to optimize the peak current of the overall system and / or of individual streams such as for a pump body or a pump diode.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung (gemäss des in Figur 3 ausführlicher beschriebenen Beispiels) ist dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich mit Federelementen, 30 Befestigungselementen (z. B. Schrauben) und optional mit einer 220807A264AT .. .......... • · · 00 · · · · · · • · · · · · »·· · · ·« • 0 0 « ··<* · · ··· 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10A preferred embodiment of the device according to the invention (according to the example described in more detail in FIG. 3) is characterized in that it additionally comprises spring elements, fastening elements (eg screws) and optionally with a 220807A264AT .. ........ .. • · · 00 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · «· 0 0« ·· < * · · ··· 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10

Andruckplatte ausgestattet ist, mit denen Temperierungselemente an die jeweils zugehörigen zu temperierenden Bauteile angedrückt und bei Änderungen der Ausdehnungen zwischen den Temperierungselementen und den zu temperierenden Bauteilen diese Änderungen kompensiert 5 werden können. Dabei wird bevorzugt, dass der Wärmefluss zwischen der optionalen Andruckplatte und der Grundplatte / Kühlkörper durch Verwendung wärmeisolierender Materialien für die Verbindungsteile minimiert wird. io Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gerät zur Erzeugung von Laserstrahlung, vorzugsweise zur Anwendung in der Medizin, insbesondere in der Ophthalmologie und der Dermatologie, mit einem Pumpkörper (beispielsweise einer Pumpdiode) einem Resonator, bestehend aus mindestens zwei Spiegeln (Einkoppelspiegel und Auskoppelspiegel) und 15 mindestens einem laseraktiven Material (2, 3), welches im Resonator zwischen den beiden Spiegeln angeordnet ist, wobei besagtes Gerät dadurch gekennzeichnet ist, dass dieses mit einer Vorrichtung zur Temperierung nach einer der vorgenannten Ausführungsformen ausgestattet ist. 20Pressure plate is equipped with which Temperierungselemente pressed against the respectively associated components to be tempered and these changes can be compensated for changes in the expansions between the Temperierungselementen and the components to be tempered. In this case, it is preferred that the heat flow between the optional pressure plate and the base plate / heat sink is minimized by using heat-insulating materials for the connection parts. Another object of the present invention is a device for generating laser radiation, preferably for use in medicine, in particular in ophthalmology and dermatology, with a pump body (for example, a pump diode) a resonator consisting of at least two mirrors (coupling mirror and Auskoppelspiegel ) and 15 at least one laser-active material (2, 3), which is arranged in the resonator between the two mirrors, said device being characterized in that it is equipped with a temperature control device according to one of the aforementioned embodiments. 20

Eine bevorzugte Ausführungsform eines solchen erfindungsgemässen Geräts zur Erzeugung von Laserstrahlung ist dadurch gekennzeichnet, dass dieses mit einem Kristall, d.h. einem Laserkristall oder einem Nichtlinearen Kristall, ausgestattet ist, welcher in einem Kristallhalter so eingebettet ist, 25 dass ein vollständiger Flächenkontakt zwischen dem Kristall und dem Kristallhalter hergestellt ist unter Vermeidung einer Einbringung von signifikanten mechanischen Spannungen in den Kristall.A preferred embodiment of such an apparatus according to the invention for generating laser radiation is characterized in that it is provided with a crystal, i. a laser crystal or a nonlinear crystal embedded in a crystal holder so that complete surface contact between the crystal and the crystal holder is made while avoiding introducing significant mechanical stresses into the crystal.

Es wird bevorzugt, dass es sich bei dem Gerät zur Erzeugung von 30 Laserstrahlung um einen Festkörper-Laser handelt.It is preferred that the device for generating laser radiation is a solid-state laser.

220807A264AT • · · * · · · « » « · • · · · · · ··· · · ·* • φ · · ·*4 · · ··* # · • · · · · · · ··· 11220807A264AT • ····························································································································· 11

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Temperierung eines Geräts zur Erzeugung von Laserstrahlung unter Verwendung einer erfindungsgemässen Temperierungsvorrichtung nach 5 einer der vorgenannten Ausführungsformen, mindestens umfassend eine Vielzahl von Temperierungselementen, eine Grundplatte / Kühlkörper, Leistungselektronik (10 gemäss Figur 2) zur Bereitstellung elektrischer Leistung für die Temperierungselemente über Versorgungsleitungen (b gemäss Figur 2) sowie optional beispielsweise auch an Pumpkörper bzw. 10 Pumpdioden (über Versorgungsleitungen a gemäss Figur 2), eine Vielzahl von Temperatursensoren, eine Einheit (11 gemäss Figur 2) zur Erfassung der Messwerte der Temperatursensoren sowie eine Prozessoreinheit zur Verarbeitung der von der Einheit 11 erfassten Messwerte der Temperatursensoren und Ansteuerung der Leistungselektronik 10, welches 15 Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die erfassten Messwerte sowie optional weitere Messwerte und externe Vorgaben durch den Benutzer durch die Prozessoreinheit mit einer Bewertungstabelle verglichen werden und auf diesem Vergleich basierend die über die Leistungselektronik 10 an die Temperierungselemente abzugebenden Leistungen sowie optional auch an 20 andere Verbraucher wie beispielsweise eine Pumpdiode abzugebende Leistungen individuell bestimmt und eingestellt werden.Another object of the present invention is a method for controlling the temperature of a device for generating laser radiation using a tempering device according to the invention according to one of the aforementioned embodiments, comprising at least a plurality of Temperierungselementen, a base plate / heat sink, power electronics (10 according to Figure 2) for providing 2) and optionally also, for example, to pump body or 10 pump diodes (via supply lines a according to FIG. 2), a multiplicity of temperature sensors, a unit (11 according to FIG. 2) for detecting the measured values of the electric power Temperature sensors and a processor unit for processing the measured values of the temperature sensors detected by the unit 11 and control of the power electronics 10, which method is characterized in that the detected measured values and optionally wide The measured values and external presettings by the user are compared by the processor unit with a rating table and, based on this comparison, the power to be output via the power electronics 10 to the temperature control elements and, optionally, powers to be output to 20 other consumers such as a pump diode are individually determined and set.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung einer erfindungsgemässen Vorrichtung nach einer der vorgenannten 25 Ausführungsformen und / oder eines erfindungsgemässen Verfahrens zur Temperierung eines Geräts zur Erzeugung von Laserstrahlen und / oder eines erfindungsgemässen Geräts zur Erzeugung von Laserstrahlung nach einer der vorgenannten Ausführungsformen zur Anwendung in der Medizin, insbesondere in der Ophthalmologie und der Dermatologie. 30The present invention also relates to the use of a device according to the invention according to one of the aforementioned embodiments and / or a method according to the invention for controlling the temperature of a device for generating laser beams and / or an apparatus according to the invention for generating laser radiation according to one of the aforementioned embodiments for use in the Medicine, in particular in ophthalmology and dermatology. 30

220807A264AT • ·· * · · · · ♦ · · • · · · « · ·*♦ · · ·« • · · ··«*· · ·* · · ···· ··· ··· 12220807A264AT •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

BeispieleExamples

Ohne Einschränkung der Allgemeinheit wird die vorliegende Erfindung nachfolgend beispielhaft erläutert. s Figur 1 illustriert schematisch die Funktionsweise des Mess- und Regelsystems der erfindungsgemässen Vorrichtung, mit der insbesondere ein „intelligentes Temperaturmanagement“ erreicht wird. Die Temperaturen sowohl von Wärmeerzeugern oder Wärmequellen (z. B. gemäss Figur 2 eines Pumpkörpers oder einer Pumpdiode 1, Laseraktivem Material 2, einer io Grundplatte / eines Kühlkörpers 9) als auch der Umgebung werden gemessen und einer Prozessoreinheit zur Bewertung zugeführt. Ebenfalls werden von dieser Prozessoreinheit die aktuelle Leistungsaufnahme (Stromverbrauch) des Gesamtsystems und / oder von Einzelverbrauchern, wie beispielsweise einer Pumpdiode, die aktuellen Leistungs- und 15 Energievorgaben des Users, der Aktivitätslevei des Users und die Vorgabewerte der Idealtemperaturen der Wärmequellen verarbeitet. Unter der „Messung der User-Aktivitäten“ ist dabei folgendes zu verstehen: Es wird von der Prozessoreinheit registriert, ob aktuell vom Benutzer z. B. Leistungsund Energievorgaben vom Benutzer neu aufgerufen oder eingegeben 20 worden oder der Laser, d.h. insbesondere die Pumpdiode, aktiv bedient worden sind, welche nur bei aktiver Betätigung durch den Benutzer im aktiven Zustand ist.Without restricting the generality, the present invention is explained below by way of example. FIG. 1 schematically illustrates the mode of operation of the measuring and control system of the device according to the invention, with which, in particular, an "intelligent temperature management" is achieved. The temperatures of both heat generators or heat sources (eg according to Figure 2 of a pump body or a pump diode 1, laser active material 2, a io base plate / a heat sink 9) and the environment are measured and fed to a processor unit for evaluation. Also, this processor unit processes the current power consumption (power consumption) of the entire system and / or individual consumers, such as a pump diode, the user's current power and energy presets, the user's activity level, and the ideal temperatures of the heat sources. The term "measurement of the user activities" here means the following: It is registered by the processor unit, whether currently the user z. For example, power and energy settings have been reentered or input by the user, or the laser, i. In particular, the pumping diode has been actively operated, which is only active when actively actuated by the user.

Vorzugsweise wird (nicht dargestellt) über einen weiteren Temperatursensor 25 auch die Umgebungstemperatur des Systems ("Geräts zur Erzeugung von Laserstrahlung") gemessen und deren Messwert in den Vergleich mit der Bewertungstabelle einbezogen, zur Bestimmung der von der Leistungselektronik abzugebenden Leistungen. • · » · ·· · · · · • · « · · ♦♦♦ · · ·· • · · 904 0 900 0 0 0 0 9 0 0 0 0 0 0Preferably, the ambient temperature of the system (" apparatus for generating laser radiation ") is also measured (not shown) via another temperature sensor 25 and its measured value included in the comparison with the evaluation table for determining the powers to be delivered by the power electronics. • 904 0 900 0 0 0 0 9 0 0 0 0 0 0

220807A264AT 13220807A264AT 13

Diese Informationen werden von der Prozessoreinheit mit einer Bewertungstabelle verglichen und so Bewertungsfaktoren für die einzelnen zu regelnden Temperaturen und auch übrige zu regelnde Leistungsabgaben, wie beispielsweise die Leistungsabgabe für weitere Einzelverbraucher wie z. 5 B. eine Pumpdiode (im Diagramm nicht dargestellt) ermittelt. Der Regler (Regeleinrichtung) erzeugt mit diesen Bewertungsfaktoren sowie den aktuell gemessenen Temperaturen der Wärmeerzeuger und den Vorgabewerten der Idealtemperaturen einen Vorgabewert für die Leistungselektronik, die die entsprechenden Leistungen an die Temperierungselemente bzw. 10 Kühlelemente und optional an weitere Einzelverbraucher und / oder das Gesamtsystem abgibt.This information is compared by the processor unit with a rating table and so evaluation factors for the individual to be controlled temperatures and other regulated power outputs, such as the power output for other individual consumers such. 5 B. a pump diode (not shown in the diagram) determined. The controller (control device) generates with these evaluation factors and the currently measured temperatures of the heat generator and the default values of ideal temperatures a default value for the power electronics, which outputs the corresponding services to the Temperierungselemente or 10 cooling elements and optionally to other individual consumers and / or the entire system.

Hat sich beispielsweise aus der Messung und Bewertung der User-Aktivitäten ergeben, dass das Gerät (Laser) zwar eingeschaltet wurde, aber 15 keine Hinweise auf eine nachfolgende aktive Benutzung, aufgrund nicht vorgegebener Leistungs- und Energiedaten, vorliegen, so wird beispielsweise die Leistungsabgabe an die Temperierungselemente minimiert oder sogar auf Null gesetzt, um Wärmeerzeugung zu vermeiden. 20 Durch diese spezifische Regelung basierend auf den bewerteten Einflussfaktoren wird insbesondere die in der vorliegenden Patentanmeldung beschriebene Optimierung des thermischen Managements des Geräts erreicht. 25If, for example, the measurement and evaluation of the user activities revealed that the device (laser) was switched on, but there were no indications of subsequent active use because of non-predefined power and energy data, the power output, for example, becomes the tempering elements are minimized or even zeroed to avoid heat generation. By means of this specific regulation based on the evaluated influencing factors, in particular the optimization of the thermal management of the device described in the present patent application is achieved. 25

Figur 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemässes Gerät zur Erzeugung von Laserstrahlung, vorzugsweise einen Festkörper-Laser, welcher mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Temperierung ausgestattet ist. Dabei erfüllt die Prozessoreinheit 12 im wesentlichen die Funktionen der 30 Parameterbewertung und Bestimmung der Leistungsabgabefaktoren sowie 220807A264AT ............ • ·· φ · φ · Φ Φ Φ · Φ · · φ φ · ··♦ φ · ·« Φ ΦΦ 9··«· · ·♦♦ · 9 φ φ φ φ φ φ φ Φ·Φ 14 der Regeleinrichtung des Schemas von Figur 1. In Figur 2 ist nur ein Teil der möglichen Mess- und Regelfunktionenen einer erfindungsgemässen Temperierungsvorrichtung, gemäss des Schemas von Figur 1, illustriert. 5 In dem in Figur 2 illustrierten Beispiel einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt eine Pumpdiode 1 als Pumpkörper einen ersten Laserstrahl A mit beispielsweise circa 809 nm Wellenlänge, der durch einen ersten Spiegel 7 des Resonators (Einkoppelspiegel) auf ein Laseraktives Material 2, wie beispielsweise einen Nd:YVO-Kristall, auftrifft und in diesem einen zweiten io Laserstrahl B mit circa 1064 nm generiert, der sich dadurch auszeichnet, dass seine Wellenlänge unterschiedlich zu derjenigen des ersten Laserstrahls A ist. Dieser zweite Laserstrahl B kann nun direkt auf den Auskoppelspiegel 8 geführt weiden, wodurch ein Teil des Laserstrahls B aus dem Resonator austritt und als Laserstrahl C mit gleicher Wellenlänge wie 15 Laserstrahl B für eine Anwendung zur Verfügung steht. Optional kann zwischen dem Laseraktiven Material 2 und dem Auskoppelspiegel 8 ein weiteres Laseraktives Material 3, wie beispielsweise ein Nichtlinearer Kristall (siehe Figur 3) zur Frequenzverdoppelung eingefügt werden, wodurch die Wellenlänge des Laserstrahls B halbiert wird und somit der Laserstrahl C die 20 halbe Wellenlänge des Laserstrahls (B) aufweist. Um einen hohen Wirkungsgrad dieser Anordnung zu erhalten, müssen Pumpdiode 1, Laseraktives Material 2 und Laseraktives Material 3 auf einer bestimmten, individuellen und optimalen Temperatur gehalten werden. Dieses geschieht durch die Messung der individuellen Temperaturen dieser Elemente mittels 25 Temperatursensoren c (wobei diese Temperatursensoren c die zugehörigen Messfühler zusammen mit den Zuleitungen an die Messelektronik 11 bezeichnen sollen) und der Messelektronik 11 als Einheit zur Erfassung der Messwerte, der Verarbeitung der erfassten Messwerte und deren Vergleich sowie optional weiterer Messwerte und externer Benutzervorgaben mit einer 30 Bewertungstabelle sowie der individuellen Berechnung und Einstellung der Versorgungsleistungen durch die Prozessoreinheit 12, und schliesslich die 220807A264AT ............ • · · ·· · « · ♦ · · ♦ · · · · · ♦·· · · «« • · · * ·· ► ♦ * ··♦ · · • · · · · · · · · · 15 individuelle Abgabe der spezifischen Leistungen durch die Leistungselektronik 10 an die Elemente zu Temperierung 4,5,6.FIG. 2 schematically shows an apparatus according to the invention for generating laser radiation, preferably a solid state laser, which is equipped with a device according to the invention for temperature control. In doing so, the processor unit 12 essentially performs the functions of parameter evaluation and determination of the power output factors, as well as 220807A264AT ............ • ·· φ · φ · φ φ φ · φ · · φ φ · ·· ♦ 14 is the control device of the scheme of FIG. 1. In FIG. 2, only part of the possible measurement and control functions is one Tempering device according to the invention, according to the scheme of Figure 1, illustrated. In the example of an embodiment of the invention illustrated in FIG. 2, a pump diode 1 generates as a pump body a first laser beam A with for example approximately 809 nm wavelength, which is transmitted through a first mirror 7 of the resonator (coupling mirror) onto a laser active material 2, such as a Nd : YVO crystal, incident and in this a second io laser beam B generated at about 1064 nm, which is characterized in that its wavelength is different from that of the first laser beam A. This second laser beam B can now be guided directly onto the output mirror 8, whereby a part of the laser beam B emerges from the resonator and is available as an laser beam C with the same wavelength as laser beam B for an application. Optionally, between the laser active material 2 and the output mirror 8, another laser active material 3, such as a nonlinear crystal (see FIG. 3) can be inserted for frequency doubling, whereby the wavelength of the laser beam B is halved, and thus the laser beam C is half the wavelength of Laser beam (B). In order to obtain a high efficiency of this arrangement, pump diode 1, laser active material 2 and laser active material 3 must be kept at a specific, individual and optimum temperature. This is done by measuring the individual temperatures of these elements by means of 25 temperature sensors c (these temperature sensors c should designate the associated sensors together with the leads to the measuring electronics 11) and the measuring electronics 11 as a unit for recording the measured values, the processing of the measured values and their comparison as well as optionally further measured values and external user specifications with a 30 evaluation table as well as the individual calculation and adjustment of the services by the processor unit 12, and finally the 220807A264AT ............ • · ··· · « Individual delivery of specific power by power electronics 10 to the elements for tempering 4,5,6.

Figur 3 illustriert in einer Teilansicht eine besonders bevorzugte 5 Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Temperierung eines Geräts zur Erzeugung von Laserstrahlung, welche Vorrichtung sich dadurch auszeichnet, dass thermisch bedingte Änderungen der Ausdehnungen zwischen Temperierungselementen und den zu temperierenden Bauteilen durch die Verwendung von io Befestigungselementen und Federelementen vermieden werden können.FIG. 3 illustrates in a partial view a particularly preferred embodiment of a device according to the invention for controlling the temperature of a device for generating laser radiation, which device is characterized in that thermally induced changes in the expansions between tempering elements and the components to be tempered by the use of fastening elements and spring elements can be avoided.

In dieser Teilansicht sind die besonderen Merkmale dieser bevorzugten Ausführungsform am Beispiel der Thermostatisierung eines Laserkristalls oder Nichtlinearen Kristalls 28 als Beispiel für die Thermostatisierung des Laseraktiven Materials 2 oder 3 (gemäss Figur 2) sowie von dessen Montage 15 in einer erfindungsgemässen Temperierungsvorrichtung bzw. einem erfindungsgemässen Gerät zur Erzeugung von Laserstrahlung dargestellt. Alle Merkmale dieser erfindungsgemässen Ausführungsform sind aber auch auf andere zu temperierende Bauteile des Geräts sowie deren Montage, wie beispielsweise einer Pumpdiode als Pumpkörper, übertragbar. 20 Im vorliegenden Beispiel ist ein wärmeerzeugender Kristall 28 als ein Laseraktives Material mittels eines weichen Materials, wie Indium, in einen Kristallhalter 26 so eingebettet, dass ein vollständiger Flächenkontakt zwischen den beiden Bauteilen (Kristall 28 und Kristallhalter 26) hergestellt ist und trotzdem keine übermässigen bzw. signifikanten mechanischen 25 Spannungen in den Kristall eingebracht werden. Diese Vorkehrung dient dazu, um die im Kristall 28 erzeugte Wärme möglichst optimal an den Kristallhalter 26 abgeben zu können. Mithilfe von Schrauben 27 als 220807A264AT ............ • · · · t · · · · · · • · · · · · ··· · · ·· • · · f ·9 · · · ··* « * ···· · · · ♦ · · 16In this partial view, the special features of this preferred embodiment using the example of thermostating a laser crystal or non-linear crystal 28 as an example for the thermostatting of the laser active material 2 or 3 (according to Figure 2) and of its mounting 15 in an inventive Temperierungsvorrichtung or an inventive device shown for generating laser radiation. However, all features of this embodiment according to the invention are also transferable to other components of the device to be tempered and their assembly, such as a pump diode as a pump body. In the present example, a heat generating crystal 28 as a laser active material is embedded in a crystal holder 26 by means of a soft material such as indium, so that complete surface contact is made between the two components (crystal 28 and crystal holder 26) and still not excessive significant mechanical stresses are introduced into the crystal. This provision serves to be able to deliver the heat generated in the crystal 28 as optimally as possible to the crystal holder 26. Using Screws 27 as 220807A264AT ............ • · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ················································· ··· «« · ···· · · · · · · 16

Befestigungselementen ist der Kristallhalter 26 auf einer Andruckplatte 23 befestigt. Auch hier ist darauf zu achten, dass ein maximaler Flächenkontakt erreicht werden kann. Dieses kann durch geeignete Bearbeitung dieser Baueile oder durch Verwendung eines Kontaktmittels wie Wärmeleitpaste 5 oder Indiumfolie erreicht werden. Die Grundplatte 22 wird mithilfe von Schrauben 25 als Befestigungselementen und Federelementen 24 auf ein Peltierelement 21 als Temperierungselement gedrückt, womit auch bei unterschiedlichen Ausdehnungen oder deren Änderungen durch thermischen Einfluss zwischen Befestigungselementen 25 und dem io Peltierelement 21 sowie der Andruckplatte 23 diese Unterschiede bzw. Änderungen ausgeglichen werden können und von der Andruckplatte 23 immer eine nahezu konstanten Kraft auf das Peltierelement wirkt. Damit kann erreicht werden, dass die Lebensdauer des Peltierelements maximiert wird, die Schrauben sich nicht durch thermische Beanspruchungen nach 15 gewisser Zeit lösen und der Wärmetransport von und zum Peltierelement optimiert wird. Dabei ist zu beachten, dass als Federelemente 24 beispielsweise Spiraldruckfedern, Tellerfedern, federnde Massivteile (Gummiteile) oder ähnliche Bauteile verwendet werden können. 20 Um die Effizienz dieser Anordnung hoch zu hatten, muss der Wärmefluss zwischen Andruckplatte (23) und Grundplatte (22) minimiert werden. Dieses kann dadurch erreicht werden, dass die Befestigungselemente 25 aus einem thermisch wenig leitenden oder gut isolierenden, d.h. vorzugsweise einem wärmeisolierenden Material wie beispielsweise Kunststoff bestehen. 25 Alternativ kann der Bereich zwischen Andruckplatte 23, Federelementen 24, Befestigungselementen 25 mit thermisch isolierenden Scheiben und / oder Rohren aus Materialien wie Kunststoff oder Keramik isoliert werden, so dass metallische Befestigungselemente 25 verwendet werden können. Ein Temperatursensor 29 bzw. sein Messfühler sollte möglichst nahe am 30 wärmeerzeugenden Kristall 28 angebracht sein, so dass die aktuelle Temperatur des wärmeerzeugenden Kristalls 28 jederzeit von der Steuer-Fastening elements, the crystal holder 26 is mounted on a pressure plate 23. Again, make sure that a maximum surface contact can be achieved. This can be achieved by suitable processing of these components or by using a contact agent such as thermal paste 5 or indium foil. The base plate 22 is pressed by means of screws 25 as fastening elements and spring elements 24 on a Peltier element 21 as Temperierungselement, which even with different dimensions or their changes due to thermal influence between fasteners 25 and the io Peltier element 21 and the pressure plate 23 compensated for these differences or changes can be and from the pressure plate 23 always acts a nearly constant force on the Peltier element. This can be achieved that the life of the Peltier element is maximized, the screws are not solved by thermal stresses after 15 certain time and the heat transfer from and to the Peltier element is optimized. It should be noted that as spring elements 24, for example, helical compression springs, disc springs, resilient solid parts (rubber parts) or similar components can be used. In order to increase the efficiency of this arrangement, the heat flow between the pressure plate (23) and the base plate (22) must be minimized. This can be achieved by making the fasteners 25 of a thermally poorly conductive or well-insulating, i. preferably a heat-insulating material such as plastic. Alternatively, the area between pressure plate 23, spring elements 24, fastening elements 25 with thermally insulating disks and / or pipes made of materials such as plastic or ceramic can be insulated, so that metallic fastening elements 25 can be used. A temperature sensor 29 or its sensor should be mounted as close as possible to the heat-generating crystal 28, so that the actual temperature of the heat-generating crystal 28 at any time from the control

220807A264AT • · • * • « • · • + • · • ··· * ♦ • · • · · · • · ·« • ·· · · • · · 17 und Regelelektronik abgefragt werden kann. Mindestens ein weiterer Temperaturbestimmung 30 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Peltierelements 21 im Bereich der Grundplatte 2) angebracht, womit jederzeit die Temperatur der Grundplatte 22 von der Steuer- und 5 Regelelektronik abgefragt werden kann.220807A264AT and control electronics can be queried. At least one further temperature determination 30 is mounted on the opposite side of the Peltier element 21 in the region of the base plate 2), whereby at any time the temperature of the base plate 22 can be interrogated by the control and 5 control electronics.

Eine analoge Anordnung wie oben beschrieben kann auch zur Temperierung der Pump-Laserdiode im Lasersystem verwendet werden. 10 15 20An analog arrangement as described above can also be used to control the temperature of the pump laser diode in the laser system. 10 15 20

Liste der Bezugszeichen:List of reference numbers:

Die nachfolgende Bezugszeichenliste ist Bestandteil der Offenbarung dieser Patentanmeldung. 1 Pumpkörper, z.B. Pumpdiode 2 Laseraktives Material 3 Laseraktives Material (optional) 4 Temperierungselement, z. B. Peltier Element 5 Temperierungselement, z. B. Peltier Element 6 Temperierungselement, z. B. Peltier Element 7 Einkoppelspiegel des Resonators 8 Auskoppelspiegel des Resonators 9 Grundplatte / Kühlkörper 10 Leistungselektronik 11 Messelektronik, z. B. Einheit zur Erfassung der Messwerte vonThe following list of reference numerals is part of the disclosure of this patent application. 1 pump body, e.g. Pump diode 2 Laser active material 3 Laser active material (optional) 4 Temperature control element, eg. B. Peltier element 5 tempering, z. B. Peltier element 6 tempering, z. B. Peltier element 7 Einkoppelspiegel the resonator 8 Auskoppelspiegel the resonator 9 base plate / heat sink 10 power electronics 11 measuring electronics, z. B. Unit for recording the measured values of

Temperatursensoren 12 Prozessoreinheit, z. B. mit Programm und Regeleinrichtung A Einkoppelpfad, z. B. erster Laserstrahl als Pumpstrahl 25Temperature sensors 12 processor unit, z. B. with program and control device A Einkoppelpfad, z. B. first laser beam as pumping beam 25th

18 220807A264AT B C a b 5 C 21 22 23 24 10 25 26 27 28 29 15 3018 220807A264AT B C a b 5 C 21 22 23 24 10 25 26 27 28 29 15 30

Zweiter Laserstrahl, im ResonatorSecond laser beam, in the resonator

Auskoppelpfad, aus dem Resonator austretender Laserstrahl Versorgung der Pumpdiode Versorgung der Temperierungselemente TemperatursensorenDecoupling path, laser beam emerging from the resonator Supply of the pump diode Supply of the temperature control elements Temperature sensors

Temperierungselement, z. B. PeltierelementTemperierungselement, z. B. Peltier element

Grundplatte / KühlkörperBase plate / heat sink

Andruckplatteplaten

Federelementspring element

Befestigungselement, z. B. Schraube KristallhalterFastener, z. B. Screw crystal holder

Befestigungselement, z. B. Schraube Laserkristall oder Nichtlinearer Kristall Temperatursensor TemperatursensorFastener, z. B. Screw laser crystal or non-linear crystal temperature sensor temperature sensor

Claims

220807A264AT • ♦ • • • • ♦ • • • • • • • • Φ · · · · · • t t t t t t t t t Patent Patent Patent Patent Patent Patent Patent Patent Patent Patent Patent Patent Patent 1. Apparatus for controlling the temperature of a device for generating laser radiation, comprising a plurality of Temperierungselementen (4, 5, 6, 21), a base plate and heat sink (9, 22), power electronics (10) 5 for providing electrical power for the Temperierungselemente (4, 5, 6, 21) via supply lines (b), a plurality of temperature sensors (29, 30, c), a unit (11) for detecting the measured values of the temperature sensors (29, 30, c), and a processor unit ( 12) for processing the measured values of the io temperature sensors (29, 30, c) detected by the unit (11) and controlling the power electronics (10), characterized in that the acquired measured values as well as optionally further measured values and external specifications by the user Processor unit (12) with a he evaluation table are compared and based on this comparison based on the power electronics (10) to the 15 temperature control elements (4, 5, 6, 21) to be individually determined and set achievements.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it is at the Temperierungselementen (4, 5, 6, 21) are Peltier elements.

A device according to any one of the preceding claims, characterized in that it provides for selective heating of temperature control elements (4, 5, 6, 21) as required, i. only in the case of deviation of the value measured by the associated temperature sensor (29, 30, c) from a predetermined desired value, and / or to minimize the power output to the temperature control elements.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it without an additional cooling medium, such as 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 '99 9 9 9 99 9 20 for example, air and water and / or without active cooling elements, such as fans and fans, is operable.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it additionally allows optimization of the peak current 5 of the overall system and / or of individual currents such as the current for a pump body (1).

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is additionally equipped with spring elements (24), fastening elements (25,27) and optionally with a pressure plate (23) io, with which Temperierungselemente (4, 5, 6, 21 Pressed to the components to be tempered (1, 2, 3, 22, 26) and with changes in the expansions between the Temperierungselementen (4, 5, 6, 21) and the components to be tempered (1, 2, 3, 22, 26 ) these can be compensated.

Device according to Claim 6, characterized in that the heat flow between the optional pressure plate (23) and the base plate / cooling body (9, 22) is minimized by using heat-insulating materials for the connecting parts.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized 20 characterized in that the Temperierungselemente (4, 5, 6, 21) of the processor unit (12) can be switched as cooling elements or as heating elements.

9. Apparatus for generating laser radiation, preferably for use in medicine, in particular in ophthalmology and dermatology, 25 with a pump body (1), a resonator, comprising at least 220807A264AT • ········· • 21, two mirrors (7, 8) and at least one laser-active material (2, 4, 8) and at least one laser-active material (2, 3). 3), characterized in that it is equipped with a device according to one of the preceding claims for temperature control.

Apparatus for generating laser radiation according to claim 9, characterized in that it is provided with a crystal (28) embedded in a crystal holder (26) such that complete surface contact between the crystal (28) and the crystal holder (26) is made while avoiding introducing significant stresses into the crystal (28). io

11. Apparatus for generating laser radiation according to any one of claims 9 -10, characterized in that this is a solid-state laser.

12. A method for controlling the temperature of a device for generating laser radiation using a device according to one of the claims 1 to 8, comprising at least a plurality of tempering elements (4, 5, 6, 21), a base plate and a heat sink (9, 22), Power electronics (10) for providing electrical power to the Temperierungselemente (4, 5, 6, 21) via supply lines (b), a plurality of temperature sensors (29, 30, c), a unit (11) for detecting 20 of the measured values of the temperature sensors (29, 30, c), as well as a processor unit (12) for processing the measured values of the temperature sensors (29, 30, c) detected by the unit (11) and control of the power electronics (10), characterized in that the detected measured values and Optionally, further measured values and external specifications by the user are compared by the processor unit (12) with a rating table and, based on this comparison, those via the power electronics (10) to the temperature control elements (4, 5, 6, 21) to be delivered services individually determined and adjusted. 220807A264AT: · ·: ···· «* · ·· Μ 22

13. Use of a device according to one of claims 1 to 8 and / or a method according to claim 12 for tempering a device for generating laser beams and / or a device for generating laser radiation according to one of claims 9 to 11 for use in the medicine especially in ophthalmology and dermatology.