Laservision - Основы безопасности при работе с лазером

Опубликовано в разделе: «Защитные очки»  19 марта 2012 года

 

Электромагнитное излучение


Лазерное излучение, как и весь свет, состоит из электромагнитного излучения. Это излучение распространяется волнами как звук и образуется благодаря движению заряженных частиц. В отличие от звука, электромагнитному излучению не требуется специальная среда для распространения. Примеры электромагнитного излучения – излучение в виде тепла, рентген, лучи, которые возникают от радиоактивного распада, излучение, генерируемое радиоприемниками. Фактически, электромагнитное излучение как природное явление затрагивает практически все сферы повседневной жизни человека.

Когда электромагнитное излучение находится в диапазоне, который виден для человеческого глаза (между 380 и 780 нм), это называется видимым светом (видимым спектром). Когда все длины волн в видимом спектре излучаются одновременно - это воспринимается как белый свет.

Когда белый свет падает на оптически рассеивающий элемент, такой как призма или фильтр с двойным лучепреломлением, вы можете увидеть видимый спектр благодаря рефракции (преломлению). Оно начинается с короткой волны фиолетового цвета, становится синим, зеленым, желтым и затем становится длинной волной (красной). Далее идет ближний и дальний инфракрасный диапазон. Ниже коротковолнового синего идет ультрафиолетовый диапазон. Лазеры часто излучают только в видимой части спектра электромагнитных волн; однако, это не всегда является правдой. Термин «свет» относится только к определенному диапазону электромагнитного излучения (между 150 нм и до 11000 нм), например от УФ «света» до инфракрасного «света».

Почему лазерная безопасность


«Свет» от мощных лазеров может быть сконцентрирован как плотность рассеиваемой мощности (мощность на единицу площади или Вт/см2), которой будет достаточно чтобы испарить ткань, металл или керамику. Наши глаза очень чувствительны к свету, что означает большой риск для здоровья человека. Фактически, можно вызвать необратимые последствия для глазного яблока от одного случайного воздействия прямого или отраженного лазерного луча, даже на более низких уровнях выходной мощности.

Что делает лазеры столь опасными по сравнению с традиционными источниками света?


Главная угроза от опасного воздействия лазерного излучения происходит из-за "пространственной когерентности» лазера.

Это означает, что волна лазерного луча имеет:

  • Фиксированную связь в пространстве и времени (когерентность).
  • Одинаковую длину волны (монохроматичность).
  • Может перемещаться на большие расстояния как параллельный луч (коллимация).


Все это означает что мощность или энергия, которая воздействует на глаза, не зависит от расстояния до источника излучения.

Представьте себе лазерную указку с пучком света, который имеет одинаковый размер на различных расстояниях. Если вы сравните тепловой источник излучения, например электрическую лампочку, с лазером, то найдете несколько принципиальных отличий. Лампочка излучает свет в очень широком спектре длин волн, без определенного направления дисперсии. Физик скажет, что лампа излучает некогерентный свет. При сравнении лампочки с лазером можно сказать, что оба излучают 1Вт оптического излучения. Но мощность лампы уменьшается при увеличении расстояния из-за того, что лампочка излучает свет во всех направлениях. Для сравнения, видимые 1 Вт коллимированного лазерного луча на расстоянии 1 м и более при попадании на сетчатку, увеличиваются в 100 000 раз благодаря преломлению и фокусирующим свойствам глаза (при нормальном диаметре зрачка 7 мм).

Количество света, которое воздействует на глаз – не единственная опасность. В то время как лампочка создает изображение на сетчатке примерно 100 мкм, свет лазера, который можно намного точнее сфокусировать, может создавать пятно света диаметром всего лишь несколько микрометров (~ 10 мкм).

Кроме этого, количество света, которое воздействует на глаз, сконцентрировано на одной маленькой точке. Плотность рассеиваемой мощности (мощность на единицу площади или Вт/см2) в результате этой концентрации может быть достаточно высокой для того, чтобы в фокусе любая ткань нагрелась и очень быстро разрушилась.

Поскольку центральная ямка (отвечает за резкость центрального зрения и расположена на сетчатке) также имеет размер несколько микрометров, существует опасность потерять зрение от одного лазерного импульса.