Техника безопасности

В каком электромагнитном спектре находятся различные виды лазерного излучения

Длины волн различных лазеров:

Газовые лазеры СО2 - 10.600 нм

Твердотельные лазеры Nd:YAG - 1.064 нм

Твердотельные лазеры Nd:YVO₄ - 1.064 нм

Волоконные иттербиевые лазеры Nd:Ytterbium - 1.060 нм

Луч накачки InGaAsP (фосфид индия арсенида галия) - 808 нм

Красный диод нацеливания лазера - 650 нм

Двойная частота зеленого излучения Nd:YVO₄, Nd:YAG - 532 нм

Ультрафиолетовый лазер - 355 нм

Классификация лазерных систем

Центр Center for Devices and Radiological Health (CDRH), Международная электротехническая комиссия и CENECEC в Европе классифицировали лазерное оборудование по уровню опасности, которую оно представляет при нормальной эксплуатации. Выделяется четыре основных уровня опасности: от Класса 1 (наименьший) до Класса 4 (наибольший).

Лазеры Класса 1

Система Класса 1 не представляет опасности при эксплуатации. Лазер относится к Классу 1, если и только если луч полностью изолирован на всём пути своего следования (то есть имеется кожух вокруг рабочей зоны, где происходит лазерная маркировка изделий) и любое излучение, выходящее за кожух, не превышает уровень MPE (максимального разрешённого значения).

Лазеры Класса 2

К Классу 2 относятся только лазеры видимого спектра. Он распространяется на маломощные лазерные лучи видимого спектра, которые благодаря нормальной человеческой реакции (мигание или отворачивание) обычно не представляют опасности, но имеют потенциал опасности, если продолжительное время смотреть прямо на луч. Ограничение Класса 2 для диодного луча – мощность менее 1 милливатта. Лазер может относиться к Классу 2, если лазерный маркировочный луч защищен по Классу 1 (смотри Лазеры Класса 1), а диодный луч нацеливания не удовлетворяет ограничениям Класса 1, но имеет мощность менее 1 милливатта.

Лазеры Класса 3

Лазеры Класса 3а имеют больше мощность, чем лазеры Класса 1 и 2 - мах 5 мВт - и обычно не представляют опасность, если на них кратковременно посмотреть невооружённым глазом, но могут представлять опасность, если на них посмотреть через фокусирующую оптику. Мощность луча превышает разрешенный уровень и может потенциально быть вредным для зрения, но реальный риск при кратковременном облучении всё равно мал. 

Класс 3b может представлять опасность, если прямо смотреть на него незащищённым глазом. Мощность луча достигает мах 500 мВт. Чем выше мощность луча, тем выше риск поражения. Лазеры Класса 3b считаются опасными для глаз. Однако степень и серьезность повреждения зависит от нескольких факторов, включая мощность излучения, попавшего в глаз, и его продолжительность. Примерами лазеров Класса 3b могут быть лазеры, использующиеся в физиотерапии и различные исследовательские лазеры.

Лазеры Класса 4

При использовании лазеров 4-го класса опасность представляет не только прямое, но и диффузное отражение. Помимо этого, существует риск возникновения пожара и риск получения ожога. Все маркировочные лазеры относятся к Классу 4 опасности и должны эксплуатироваться с учётом этого. Некоторые лазерные системы гравировки могут относиться к Классу 1 или 2 при использовании защитного кожуха; однако, если кожух или система блокировки повреждены, то лазер относится к Классу 4. Мощность лазеров Класса 4 составляет более 500 мВт. Верхнего предела нет.

Что нужно сделать, чтобы лазер Класса 4 мог квалифицироваться как Класс 1

Лазер Класса 4 может быть классифицирован как Класс 1, если конструкцией устройства обеспечена безопасность эксплуатации и обслуживания. Это может включать ограничение доступа к излучению посредством защитного кожуха и панелей. В некоторых случаях лазерный луч может представлять опасность только на небольшом расстоянии. Иногда требуется ограничить доступ в зону, где происходит обруботка лазером.

Для того, чтобы защитный кожух лазерного гравера мог быть квалифицирован как кожух для защиты лазера по Классу 1, требуется следующее:

1. Стальные листы кожуха, через которые не может пройти лазерный луч
2. Панели не должны пропускать свет (герметичность)
3. Для обзорного окна оператора должно использоваться специальное стекло, не пропускающее лазерное излучение
4. Автоматическая блокировка двери кожуха, подключенная к схеме защитной заслонки лазерной головки
5. Панели, не имеющие защитной блокировки, должны быть так закреплены на винты, чтобы их невозможно было снять при работающем лазере 
6. На всех съемных панелях должны быть предупредительные этикетки

Риски при работе с лазером

• Глаза: Лазерное излучение в глаза определённой длины волны и мощности может вызвать ожог роговицы или сетчатки (или обеих). Постоянное лазерное воздействие может привести к повреждению роговицы или сетчатки или катаракте.

• Кожа: При мощном оптическом облучении возможен ожог

• Химические вещества: Некоторые лазеры работают на опасных или токсических веществах (т.е. лазеры на химических красителях, эксимерные лазеры)

• Электричество: Во многих лазерах используется высокое напряжение

• Возгорание: Воспламеняющиеся материалы могут загореться при прямом или отражённом попадании мощного инфракрасного лазерного луча непрерывной волны (CW)

Риск для глаз

• Поражение роговицы/хрусталика: 290-400 нм и 1.400-10.600 нм

• Поражение в зоне сетчатки: 400 - 1.400 нм. После попадания в глаз свет фокусируется хрусталиком. Интенсивность излучения может повыситься в 100.000 раз.

• Одно попадание луча в зрительный нерв в ямке сетчаки может привести к слепоте

Необратимое повреждение глаза лучом лазера Nd:YAG (1064 нм).
Человек увидел белую вспышку, и сразу появилось темное пятно в поле зрения

Повреждение глаза:

• При попадании инфракрасного излучения высокой мощности газового лазера CO2 чувствуется жжение роговицы или оболочки глаза
• При попадании видимого излучения будет яркая вспышка цвета соответствующей длины волны и остаточный образ дополнительного цвета
• Попадание коротко импульсных инфракрасных лучей (лазеров Nd:YAG) может пройти незаметно или привести к хлопку и визуальной дезориентации

Защита зрения

Защититься от потенциального риска поражения зрения лазерным излучением можно следующим образом:

• Никогда не смотреть на или в луч лазера независимо от его мощности 
• Если вы работаете с лазером Класса 3B или 4, то минимизировать риск можно следующим образом:
  • Всегда надевайте защитные очки при включенном лазере
  • Глаза не должны попадать в плоскость луча
  • Помните, что луч может отражаться от поверхностей

  Защитные очки:

  • Длина волны излучения, от которой защищают очки, и степень её подавления указаны на стекле очков

  • Подавление излучения приводится в единицах Оптической плотности (OD).OD 4 означает, что интенсивность луча, проходящего через стекло очков подавляется в 10,000 раз.

  • Любые очки должны быть произведены и протестированы в соответствии с последними европейскими стандартами BS EN 207/8 и DIN 58215/9

   

  Ожоги

  Газовые лазеры

  Газовые лазера СО2  обжигают верхний слой кожи. Кожа темнеет, но заживает достаточно быстро.

  Твердотельные лазеры

  Луч твердотельных и волоконных лазеров проходит сквозь верхние слои и повреждает нижние подкожные слои. Кожа краснеет, и ожог заживает долго.

  

  Оператор выравнивал изделие, и неожиданно был включен лазерный луч. (а) Небольшое круглое отверстие на ногте - это выход луча. (b) Входное отверстие удлиненное, когда пострадавший попытался убрать руку. Фото сделано через неделю после получения травмы.