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Drei Laserdioden in Rot, Grün und Blau bringen mehr Licht in eine dünne Faser als jede Lampe, und die Farbe wird zum Sollwert statt zum Filterrad.
Drei Laserdioden in Rot, Grün und Blau bringen mehr Licht in eine dünne Faser als jede Lampe, und die Farbe wird zum Sollwert statt zum Filterrad. Der Haken: Genau die Eigenschaften, die Laserlicht so gut einkoppelbar machen, machen es zum schlechten Licht zum Hinschauen. Kohärentes Licht erzeugt Speckle, also ein körniges Interferenzmuster über allem, was der Operateur eigentlich sehen will. Und ohne Massnahme war die Ausleuchtung über das Feld 21,5 % ungleichmässig.
Nicht mit einer Optik, sondern mit Fasergeometrie. Eine Scrambler-Unit mischt die Moden, indem die Faser gewickelt wird, und wir haben ausgemessen, was das kostet. Wickeldurchmesser 4, 5 und 6 mm, kombiniert mit Umschlingungswinkeln von 60°, 75° und 90°, über null bis rund dreissig volle Wickelreihen. Ergebnis: Die Ungleichmässigkeit fällt von 21,5 % über 13,1 %, 9,8 % und 8,0 % auf 6,0 %. Gleichzeitig streut die durchgelassene Leistung über rund 75 bis 105 % des Maximums. Beide Kurven auf einem Blatt, so wird aus einer Bauchentscheidung eine Auslegung. Beim Despeckling haben wir dieselbe Disziplin angewendet: Linienprofile vorher und nachher, statistisch ausgewertet. Die Standardabweichung des differenzierten Profils sinkt von 12,948 auf 2,1493, normiert von 0,061 auf 0,012. Entscheidend ist aber die Zahl, die sich nicht bewegt: Die FFT-Maxima liegen bei 122872 und 120481, die Frequenzbänder bleiben vergleichbar. Die Körnung ist weg, der Bildinhalt nicht.
Ein Beleuchtungsmodul, dessen Gleichmässigkeit nicht behauptet, sondern belegt ist: mit dem Lichtverlust in Prozent daneben. Statt eines bewegten Despecklers, also eines Mechanismus mit Antrieb, Lebensdauer und eigener Elektronik in einem Medizinprodukt, steht am Ende eine gewickelte Faser: eine Länge, ein Durchmesser, eine Anzahl Windungen. Nichts davon verschleisst.
Eine Light-Engine, die drei Laserquellen über GRIN-Linsen in einen dreilagigen planaren Polymerwellenleiter einkoppelt. Dazu ein Pflichtenheft, das die Leiterplatte nicht über einen Datenblattwert definiert, sondern über eine Alterungsaussage: über 10'000 Betriebsstunden bei 25 ± 5 °C mit Transmission über 80 % der Referenzmessung, zehn Jahre Gebrauchsdauer, Transmissionsprüfung jedes einzelnen Stücks bei 450, 520 und 638 nm, Rückverfolgbarkeit bis auf die Materialbatches. Ergänzt um Thermik für 20 W Verlustleistung, eine optische Steckverbindung für 6'000 bis 10'000 Steckzyklen bei 1 bis 2 N Steckkraft und eine Sicherheitsarchitektur nach IEC 60730 / IEC 60335.
Aufschlussreich ist die Verteilung des Entwicklungsaufwands: Das Gehäuse (das, worauf man zeigt, wenn man nach dem Produkt gefragt wird) macht rund 3 % aus. Der Stecker zum Instrument macht das Fünffache, weil er in Steckzyklen und Newton spezifiziert ist und nicht in Dezibel. Der grösste Posten ist nicht das Erzeugen des Lichts, sondern dessen Führung danach.
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