Защита глаз от лазерного излучения — Gistroy

Защита глаз от лазерного излучения

Наверное ни для кого не секрет, что воздействие лазерного излучения может нанести значительный ущерб глазам в виде ожогов и прямого повреждения сетчатки. Как только достаточно большая часть сетчатки повреждена или зрительный нерв облучен, потеря зрения, ограничивающая человека во многих аспектах жизни, становится очевидной. Одна из причин, по которой лазеры настолько опасны заключается в том, что их свет коллимируется в небольшой луч, в отличие от других источников света, таких как лампочки или солнце — здесь энергия рассеивается на большие площади.

Классификация лазеров

Определение класса лазера основано на учете его выходной энергии (мощности) и предельно допустимых уровней при однократном воздействии генерируемого излучения. По степени опасности генерируемого излучения лазеры подразделяются на четыре класса.

I – лазеры, излучение которых не вызывает повреждений, потому что их мощность или энергия за рассматриваемый для классификации промежуток времени ниже пороговых значений. Выходное коллимированное излучение таких лазеров не представляет опасности при облучении глаз и кожи.

II – лазеры с малой мощностью до 1 мВт, которые работают в видимой области спектра, испускающие излучение очень низкой мощности, которое не будет опасным, даже если вся мощность луча попадет в человеческий глаз и сфокусируется на сетчатке (Пример — лазерные указки). Рефлекс моргания, а в этом случае это реакция отвращения, возбуждаемая при рассматривании источников очень яркого света защищает глаз от повреждений сетчатки, если энергии, попадающей в него, недостаточно для причинения сетчатке ущерба во время действия этой реакции. Реакция отвращения состоит из мигательного рефлекса (приблизительно 0.16-0.18 секунд), поворота глаз и движения головы при воздействии столь яркого света. Современные стандарты безопасности, в интересах охраны здоровья, определяют реакцию отвращения как длящуюся 0.25 секунд.
Некоторые стандарты безопасности также включают в себя подгруппу класса 2, называемую «Класс 2А». Лазеры класса 2А не опасны для рассматривания их до 100 секунд (16.7 минут). Большинство лазерных сканеров, использующихся в торговых точках (кассах супермаркетов) и для инвентаризации запасов, относятся к классу 2А.

III – лазерные устройства с умеренной опасностью. К таким лазерам относят лазеры ИК- (1,4 мкм – 1 мм) и УФ-диапазонов (200-400 нм), а также  непрерывные лазеры или импульсно-периодические лазеры в видимом диапазоне (400-700 нм) и импульсные лазеры в ближнем ИК-диапазоие (700-1400 нм). Лазеры этого класса создают опасность для глаз, поскольку реакция естественного отвращения недостаточно быстра, чтобы ограничить экспозицию сетчатки безопасным в данный момент уровнем. Также может быть причинен ущерб роговице и хрусталику, при этом опасности для кожи такие лазеры не представляют. Примеры использования подобных лазеров — исследовательские лазеры и военные дальномеры.

IV – лазерные устройства представляющие значительную опасность для кожи и опасность рассеянного отражения. К таким лазерам относятся УФ-(200-400 нм) и дальнего ИК-диапазонов (1,4 мкм – 1 мм),  лазеры видимого (400-700 нм) и ближнего ИК-диапазонов (700-1400 нм) со средней мощностью более 0,5 Вт при tmax>0,25 с или дозой облучения более 10 Дж/см2; к таким лазерам также относят лазеры, у которых во время их работы могут возникать диффузные отражения излучения, превышающие предельные значения. Фактически, все хирургические лазеры и лазеры для обработки материалов, использующиеся для сварки и резки, если они не закрыты защитной оболочкой, относятся к классу 4. Все лазеры со средней выходной мощностью более 0.5 W также относятся к классу 4.

Если более мощный лазер класса 3 или 4 полностью закрыт защитной оболочкой, преграждающей путь опасной лучистой энергии, то вся система может быть отнесена к классу 1. Более опасный лазер внутри корпуса называется встроенным лазером. Лазерные устройства, которые могут работать на нескольких длинах волн, классифицируются по длинам волн, на которых можно ожидать наибольшую опасность.

Почему повреждается зрение?

Как известно все лазерные лучи несут энергию и тепло, и чем мощнее луч света, тем больше тепла он передает и соответственно нагревают сетчатку и роговицу. Также не стоит забывать о длительности импульса, чем он короче, тем лазер опаснее. Короткие, сфокусированные лучи света проходят через роговицу, радужку и хрусталик, который фокусирует свет еще больше. Сформированный луч поражает крошечное пятно на вашей сетчатке и разрушает клетки фоторецептора. Лазерные лучи, как правило, ближе к синему или ультрафиолетовому спектру вызывают повреждение фотохимических реакций в рецепторах сетчатки, а хрусталик поглощая лазерный луч с длиной волны менее 400 нанометров, что приводит к риску возникновения катаракты. Если говорить о инфракрасных лазерных лучах, то такой луч может повредить Ваш глаз, даже не вызывая рефлекс моргания из-за отсутствия цвета.

Вред лазерного луча, прошедшего через глаз может быть также очень большим из-за оптического усиления. То есть, если до попадания в глаз излучение составляло от 1 мВт/см2, то после попадания в глаза и к моменту достижения сетчатки значение излучения увеличится до 100 мВт/см2, что приведет к термическому ожогу глаза и нарушению охлаждающей функции сосудов сетчатки. В результате такого термического воздействия может произойти кровоизлияние в стекловидное тело и последующее повреждение кровеносных сосудов. Не смотря на то, что сетчатка может восстановиться от незначительных повреждений, поражения могут привести к временной или постоянной потере остроты зрения или к полной слепоте. 

Пара слов о защитных очках

Защитные очки работают, как фильтры поглощения лазерного излучения, что значительно снижает его интенсивность. Изготовители делают их из стекла и поликарбоната. Поликарбонатные очки насыщаются красителями для фильтрации определенных диапазонов длин волн. Поликарбонатные линзы выигрывают по качеству у стеклянных с поглощающими покрытиями, потому что не меняют свои защитные свойства при повреждении поверхности, то есть деформации и царапины на этих линзах не влияют на степень создаваемой ими защиты. Кроме того, пластиковые очки дешевле, они менее громоздки и более удобны в носке, чем большие очки со стеклянными линзами.
Поликарбонатные линзы могут иметь высокую прозрачность в видимом диапазоне, что облегчает работу в них. Однако при высоких интенсивностях излучения, создаваемых лазерами 4-го класса и выше, требуются стеклянные очки — особенно когда необходимо обеспечить большую оптическую плотность на коротких длинах волн. Очки, защищающие от лазерного излучения, выпускаются для различных спектральных диапазонов и различных уровней мощности излучения, поэтому пользователь должен хорошо знать параметры того излучения, от которого он собирается защищаться.

Как выбрать подходящие очки?

Очки должны быть прозрачными в диапазоне 400-700 нм, чтобы тот, кто их носит, мог видеть сквозь них и работать, но чем больше участков спектра должно быть блокировано, отфильтровано такими очками, тем менее прозрачными и приемлемыми для пользователя они делаются. Пик чувствительности глаза приходится на 530-550 нм, и чем ближе к этому интервалу подходит длина волны, которую нужно перекрыть, тем более темными становятся очки. Способ обойти эту принципиальную трудность ещё не придуман, и потому пользователям, работающим с различными лазерными источниками излучения, приходится запасаться не одними, а целым набором защитных очков, чтобы на любой используемой длине волны обеспечить баланс между надёжной защитой от лазерного излучения и хорошей прозрачностью используемых очков в видимом диапазоне.

Повышение мощности используемых лазеров является ещё одной «головной болью» для производителей защитных очков, но на практике безопасность для персонала обеспечивается обычно полным экранированием мощного лазера, переводом его в Класс 1.

Защитные очки делятся по диапазонам длины волны света, который они отфильтровывают. А именно 190-366nm — Ультрафиолетовый свет, 405 — Фиолетовый свет, 445-450 — Синий свет, 532 — Зелёный, 635-650 — Красный, 780-1064 и более — Инфракрасный свет. У некоторых очков такой диапазон защиты может быть один, как например у оранжевых(190-540nm), это значит, что они защищают и от ультрафиолетового, фиолетового, синего и зелёного света. Так же бывают и очки с двойным защитным диапазоном, например у очков чайного цвета диапазон раздваивается на 200-540nm и 800-1700nm. Это означает что их действие распространяется на синий, зелёный и свет инфракрасного лазера, что может быть полезно если у вас есть несколько различных лазеров.

Ещё одним параметром очков является их оптическая плотность (OD-Optical density) ,бывает она OD4, OD5, OD5+, OD7, у каждых очков существует свой график распределения плотности по разным длинам волн, то есть у одних очков может быть разная оптическая плотность для разного света. Одни и те же защитные очки, могут к примеру иметь плотность OD5+ для синего света, но для зелёного OD4.

Важным аспектом лазерных защитных очков является оптическая плотность. Это в основном, насколько сильны очки. Чем сильнее ваш лазерный луч, тем выше OD оно требует, чтобы ваши глаза были в безопасности. Однако энергия пучка не является единственной переменной, которая влияет на OD.

Из всего сказанного выше можно сделать один единственный вывод: мы — обладатели всего одной пары глаз и в наших интересах продлить их целостность и здоровье как можно дольше. Поэтому не пренебрегаем самым простым правилом безопасности — не смотреть на лазерный луч. Если уж очень хочется, или в этом есть необходимость, то в этом случае предлагаем Вам прибегнуть к выбору защитных очков. Кстати, так как компания Gistroy заботится о безопасности Вашего зрения, в комплекте с каждым приобретенным гравером в обязательном порядке идут очки, а во всех моделях, кроме станков с диодом 5,5 Вт, также предусмотрены защитные шиберы для гашения лазерного излучения.