Apa yang cahaya laser? Sinaran laser: Sumber dan perlindungan daripadanya

Laser menjadi alat yang semakin penting untuk penyelidikan dalam bidang perubatan, fizik, kimia, geologi, biologi dan teknologi. Jika digunakan dengan betul, ia boleh digunakan untuk buta dan trauma (dalam t. H. Burns dan kejutan elektrik) pengendali dan kakitangan lain, termasuk pelawat kasual Laboratories, serta menyebabkan kerosakan harta benda yang ketara. Pengguna alat-alat ini perlu memahami sepenuhnya dan memohon langkah-langkah keselamatan yang perlu semasa mengendalikan mereka.

Apa yang laser?

Perkataan "laser" (Engl. LASER, Light Amplification by Stimulated Pelepasan Sinaran) adalah singkatan yang bermaksud "penguatan cahaya pelepasan dirangsang". Kekerapan sinaran yang dihasilkan oleh laser di dalam atau berhampiran bahagian yang boleh dilihat daripada spektrum elektromagnet. Tenaga dipertingkatkan kepada keadaan keamatan yang sangat tinggi oleh proses yang dinamakan "pelepasan laser yang disebabkan".

Istilah "sinaran" sering salah faham kerana ia juga digunakan dalam keterangan bahan radioaktif. Dalam konteks ini, ia bermakna penghantaran tenaga. Tenaga dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain dengan cara pengaliran, perolakan dan sinaran.

Terdapat pelbagai jenis laser yang beroperasi di persekitaran yang berbeza. Gas (mis argon atau campuran helium dan neon) digunakan sebagai bendalir, kristal pepejal (mis ruby) atau pewarna cecair bekerja. Apabila kuasa dibekalkan kepada persekitaran kerja, ia pergi ke tenaga negeri dan siaran teruja dalam bentuk zarah cahaya (foton).

Sepasang cermin pada kedua-dua hujung tiub dimeteraikan memuat mencerminkan atau memancarkan cahaya seperti sungai pekat, dipanggil rasuk laser. Setiap persekitaran operasi menghasilkan panjang gelombang rasuk unik dan warna.

Warna laser rasuk, biasanya dinyatakan gelombang. Ia adalah tidak mengion dan termasuk ultraungu (100-400 nm), yang boleh dilihat (400-700 nm) dan inframerah (700 nm - 1 mm) bahagian spektrum.

spektrum elektromagnet

Masing-masing mempunyai kekerapan yang unik elektromagnet gelombang dan panjang yang berkaitan dengan pilihan ini. Sama seperti lampu merah mempunyai frekuensi sendiri dan panjang gelombang, dan semua warna yang lain - jingga, kuning, hijau dan biru - dengan frekuensi unik dan panjang gelombang. Pengguna boleh melihat gelombang elektromagnet, tetapi tidak dapat melihat seluruh spektrum.

Kekerapan terbesar adalah sinar gamma, X-ray dan cahaya ultraungu. Inframerah, radiasi gelombang mikro dan gelombang radio menginap di dalam frekuensi yang lebih rendah spektrum. cahaya yang boleh dilihat adalah dalam julat therebetween yang sangat sempit.

Sinaran laser: kesan ke atas manusia

laser yang menghasilkan cahaya rasuk sengit ditujukan. Jika ia adalah ke hadapan, dilihat, atau untuk memberi tumpuan kepada objek, rasuk sebahagiannya diserap dengan menaikkan suhu permukaan dan bahagian dalam objek yang boleh menyebabkan perubahan atau ubah bentuk bahan. Kualiti ini yang telah digunakan dalam pembedahan laser dan rawatan bahan-bahan, boleh berbahaya kepada tisu manusia.

Tambahan kepada radiasi, menjadikan kesan haba ke atas tisu cahaya laser berbahaya, menghasilkan kesan fotokimia. Keadaannya cukup pendek panjang gelombang, iaitu. E. UV atau biru sebahagian daripada spektrum. alat-alat moden menghasilkan pelepasan laser, kesan ke atas manusia dapat dikurangkan. Laser rendah tenaga tidak cukup untuk menyebabkan kerosakan, dan bahaya mereka menimbulkan.

tisu manusia adalah sensitif kepada tenaga, dan dalam keadaan tertentu radiasi elektromagnet, laser termasuk, boleh menyebabkan kerosakan kepada mata dan kulit. ambang kajian radiasi trauma telah dijalankan.

Bahaya untuk mata

Mata manusia adalah lebih mudah terdedah kepada kecederaan daripada kulit. Kornea (telus permukaan depan luar mata), berbeza dengan dermis, mempunyai lapisan luar sel-sel mati yang melindungi daripada pengaruh persekitaran. Laser dan radiasi ultraungu diserap oleh kornea mata yang boleh menyebabkan apa-apa kemudaratan. Trauma disertai dengan edema dan hakisan epitelium, dan kecederaan teruk - kekaburan kebuk anterior.

Kanta mata juga mungkin terdedah kepada kecederaan apabila ia terdedah kepada sinaran laser yang berbeza - inframerah dan ultraungu.

Bahaya paling besar, bagaimanapun, adalah kesan laser pada retina dalam spektrum optik yang boleh dilihat - 400 nm (violet) 1400 nm (berhampiran inframerah). Dalam kawasan ini spektrum rasuk collimated memberi tumpuan kepada kawasan-kawasan yang sangat kecil retina. pendedahan kes paling teruk berlaku apabila mata melihat kepada jarak dan rasuk langsung atau terpancar hits. Dalam kes ini, tumpuan pada retina mencapai 100,000 kali.

Oleh itu, rasuk kelihatan 10 mW / cm ² bertindak ke atas retina dengan kuasa 1000 W / ^cm2. Ini adalah lebih daripada cukup untuk menyebabkan kerosakan. Jika mata tidak melihat ke dalam jarak, atau jika rasuk terpancar dari meresap, tidak permukaan cermin, membawa kepada kecederaan adalah radiasi yang lebih berkuasa. Kesan laser pada kulit tanpa memberi tumpuan kesan, jadi ia adalah lebih kurang terdedah kepada kecederaan pada panjang gelombang ini.

X-ray

Sesetengah sistem voltan tinggi dengan voltan yang lebih besar daripada 15 kV boleh menjana X-ray kuasa besar: sumber laser cahaya - laser excimer kuat dengan mengepam elektron, serta plasma dan ion sumber sistem. Alat-alat ini perlu diperiksa untuk keselamatan radiasi, termasuk untuk melindungi yang sewajarnya.

klasifikasi

Bergantung kepada kuasa atau tenaga rasuk dan panjang gelombang radiasi, laser dibahagikan kepada beberapa kelas. pengelasan adalah berdasarkan kepada keupayaan potensi peranti untuk menyebabkan kecederaan segera kepada mata, kulit, radang pendedahan langsung kepada rasuk atau pantulan meresap daripada permukaan reflektif. Semua laser komersial adalah tertakluk kepada pengenalan melalui dikenakan ke atas label mereka. Jika peranti pembuatan rumah atau sebaliknya ditanda, nasihat perlu diperolehi oleh sepadan dengan klasifikasi dan pelabelan. Laser dibezakan oleh kuasa, panjang gelombang dan jangka masa pendedahan.

alat-alat keselamatan

peranti kelas pertama menjana sinaran laser intensiti rendah. Ia tidak boleh mencapai tahap berbahaya, jadi sumber dikecualikan daripada langkah-langkah kawalan yang paling atau lain-lain bentuk pengawasan. Contoh: pencetak laser dan pemain CD.

peranti bersyarat selamat

laser kelas kedua mengeluarkan dalam spektrum yang boleh dilihat. Ini sumber cahaya laser yang menyebabkan tindak balas normal manusia penolakan adalah cahaya terlalu terang (berkelip refleks). Apabila terdedah kepada pancaran mata manusia berkelip 0.25 s, yang menyediakan perlindungan yang mencukupi. Walau bagaimanapun, sinaran laser adalah dalam julat nampak boleh mencederakan mata, kesan berterusan. Contoh: penunjuk laser, laser ukur.

laser 2a-kelas adalah alat tujuan khas dengan kuasa output kurang daripada 1 mW. Alat-alat ini menyebabkan kerosakan kepada hanya kesan langsung ke atas 1000 untuk hari bekerja 8 jam. Contoh pembaca kod bar.

laser berbahaya

Mengikut kelas 3a termasuk peranti yang tidak mencederakan dengan pendedahan ringkas dengan mata yang tidak dilindungi. Boleh membahayakan apabila menggunakan optik memberi tumpuan, sebagai contoh teleskop, mikroskop dan teropong. Contoh: kuasa laser helium-neon 1-5 mW, beberapa petunjuk laser dan tahap bangunan.

3b kelas laser rasuk boleh menyebabkan kecederaan atau oleh kesan langsung dengan imej cerminnya. Contoh: kuasa laser helium-neon 5-500 mW, banyak penyelidikan dan laser terapeutik.

Kelas 4 termasuk peranti dengan tahap kuasa lebih daripada 500 mW. Mereka adalah berbahaya kepada mata, kulit, serta bahaya kebakaran. Pendedahan kepada pancaran specular atau beliau pantulan meresap boleh menyebabkan mata dan kulit kecederaan. semua langkah-langkah keselamatan perlu diambil. CONTOH: Nd: YAG-laser, paparan, pembedahan, pemotongan logam.

Sinaran laser: Perlindungan

Setiap makmal perlu menyediakan perlindungan yang mencukupi untuk orang yang bekerja dengan laser. tetingkap peningkatan di mana radiasi boleh lulus peranti 2, 3 atau 4 kelas dengan melumpuhkan di tempat yang tidak terkawal mesti dilindungi atau selainnya dilindungi semasa operasi peralatan tersebut. Untuk perlindungan maksimum, adalah disyorkan mata berkenaan.

• rasuk mesti disertakan dalam penutup pelindung non-reflective tahan api untuk mengurangkan risiko pendedahan atau kebakaran yang tidak disengajakan. Untuk menyelaraskan rasuk untuk menggunakan skrin pendarfluor atau viewfinders menengah; Elakkan pendedahan mata langsung.
• Untuk rasuk prosedur penjajaran menggunakan kuasa yang paling rendah. Jika boleh dalam prosedur penjajaran awal menggunakan peranti yang rendah-akhir. Mengelakkan kehadiran yang tidak perlu objek mencerminkan di kawasan laser.
• Menyekat peredaran rasuk di kawasan berbahaya selepas waktu pejabat, menggunakan shutter, dan halangan lain. Jangan gunakan dinding bilik untuk menyelaraskan 3b kelas rasuk laser dan 4.
• Menggunakan instrumen bukan reflektif. Beberapa peralatan tidak mencerminkan cahaya yang boleh dilihat, ia menjadi cermin di bahagian yang tidak dapat dilihat spektrum.
• Jangan memakai barang kemas reflektif. hiasan logam juga meningkatkan risiko kejutan elektrik.

cermin mata pelindung

Apabila bekerja dengan laser 4 kelas dengan zon bahaya terbuka, atau berisiko refleksi perlu menggunakan cermin mata pelindung. Menaip mereka bergantung kepada jenis sinaran. Mata mesti dipilih untuk melindungi daripada refleksi, terutama meresap, serta untuk memberi perlindungan ke tahap di mana refleks pertahanan semula jadi boleh mencegah kecederaan mata. alat optik itu untuk menyimpan beberapa kemiripan rasuk, untuk mengelakkan kulit terbakar, mengurangkan kemungkinan kemalangan lain.

Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan apabila memilih kaca mata:

• atau rantau panjang gelombang spektrum sinaran;
• keserapan pada panjang gelombang tertentu;
• pencahayaan maksimum (W / cm ²⁾ atau kuasa rasuk (W);
• menaip sistem laser;
• mod kuasa - Sinaran laser berdenyut atau mod berterusan;
• keupayaan refleksi - specular dan meresap;
• bidang pandangan;
• adanya kanta pembetulan atau cukup besar untuk membolehkan pemakaian cermin mata untuk pembetulan penglihatan;
• keselesaan;
• bukaan pengudaraan untuk mengelakkan kabus;
• kesan ke atas penglihatan warna;
• rintangan hentaman;
• keupayaan untuk melaksanakan tugas-tugas yang perlu.

Sejak cermin mata terdedah kepada kerosakan dan memakai, program keselamatan makmal harus merangkumi pemeriksaan berkala unsur-unsur perlindungan.