|
Sprzęt ochrony oczu i twarzy chroniący przed promieniowaniem laserowym
|
Do ochrony indywidualnej oczu przed promieniowaniem laserowym, w zakresie fal od 180 do 1000 µm służą okulary, gogle i osłony twarzy zaopatrzone w specjalne filtry ochronne (PN-EN 2007) [1]. W związku z monochromatycznością promieniowania laserowego filtry ochronne przeznaczone są do konkretnych typów laserów. W przypadku, gdy niebezpieczne promieniowanie laserowe powstaje w widzialnym zakresie widma od 400nm do 700nm, a ochrony oczu osłabiają to promieniowanie do wartości zdefiniowanych dla laserów klasy 2 (P ≤1mW dla laserów pracy ciągłej - w tym przypadku fizjologiczne reakcje obronne włącznie z odruchem mrugania przyczyniają się do ochrony oczu), ochrony takie nazywamy środkami ochrony oczu do justowania laserów (PN-EN 2008) [2].
Przy wyborze właściwej ochrony oczu zaleca się aby:
- była wygodna w noszeniu i zapewniała ścisłe dopasowanie do twarzy (dla gogli) przy jednoczesnej odpowiedniej wentylacji dla uniknięcia zaparowania,
- zapewniała jak najszersze, możliwe pole widzenia (niczym nie zakłócone pole widzenia co najmniej 40° w kierunkach poziomym i pionowym dla każdego oka,
- zapewniała dostateczne wysokie tłumienie promieniowania laserowego
- zapewniała odpowiednią transmisję w paśmie widzialnym (współczynnik przepuszczania światła filtru powinien być nie mniejszy niż 20%,
- była odporna na promieniowanie laserowe, przed którym zapewnia ochronę.
|
Bardzo ważne jest również, aby oprawy oraz jakiekolwiek części boczne (z wyłączeniem taśmy opasującej głowę, w przypadku gogli) zapewniały taką samą ochronę jaka jest zapewniona przez filtry.
Najważniejszymi parametrami do oceny skuteczności ochrony przed promieniowaniem laserowym są:
- widmowy współczynnik przepuszczania (τ(λ),
- gęstość optyczna (Dλ),
- współczynnik przepuszczania światła (τv),
- odporność na promieniowanie laserowe.
|
Podstawową (ale nie jedyną!) informacją mówiącą o przydatności filtru do ochrony oczu przed konkretnym promieniowaniem laserowym, niejako „wizytówką” filtru jest jego charakterystyka widmowa, obejmująca zakresy niebezpiecznego promieniowania laserowego oraz widzialnego. Na rysunku 5.1 przedstawiono przykładową charakterystykę widmową filtru absorpcyjnego, zapewniającego ochronę przed kilkoma długościami fal laserowych. Minimalną wartość gęstości optycznej (Dλ) filtrów, w warunkach założonej ekspozycji (H) oblicza się ze wzoru [1]:
gdzie: H0 – spodziewanym poziomem ekspozycji niechronionego oka,
MDE – Maksymalna dopuszczalna ekspozycja.
W tabelach 2 i 3 przedstawiono oznaczenia filtrów chroniących przed promieniowaniem laserowym, natomiast na rysunku 1 przykładową charakterystyką widmową filtru absorpcyjnego chroniącego przed promieniowaniem laserowym.
Rys. 1 Przykładowa charakterystyka transmisyjna filtru absorpcyjnego
Tabela 2. Oznaczenia filtrów do justowania laserów, zapewniające ochronę przed promieniowaniem laserowym dla zakresu długości fal od 400 nm do 700 nm oraz mocy 1mW przy pracy ciągłej tzw. lasery CW [1].
Oznaczenie | Współczynnik przepuszczania światła Filtr | Współczynnik przepuszczania światła Oprawa | Lasery CW i impulsowe o czasie trwania impulsu ł 2x10-4s Maksymalna moc lasera | Lasery impulsowe o czasie trwania impulsu >10-9s do 2x10-4s Maksymalna energia impulsu |
R1 R2 R3 R4 R5 |
10-2<τ<=(l)10-1 10-3<τ<=(l)10-2 10-4<τ<=(l)10-3 10-5<τ<=(l)10-4 10-5<τ<=(l)10-5 |
τ<=(l)10-1 τ<=(l)10-2 τ<=(l)10-3 τ<=(l)10-4 τ<=(l)10-5
|
0,01 0,1 1 10 100 |
2x10-6 2x10-5 2x10-4 2x10-3 2x10-2 |
Tabela 3. Oznaczenia filtrów chroniących przed promieniowaniem laserowym [2]
Długość fali 180 nm do 315 nm
Typ lasera \ oznaczenie | D | I, R | M |
L1 |
0,01 |
3x102 |
3x1011 |
L2 |
0,1 |
3x103 |
3x1012 |
L3 |
1 |
3x104 |
3x1013 |
L4 |
10 |
3x105 |
3x1014 |
L5 |
100 |
3x106 |
3x1015 |
L6 |
103 |
3x107 |
3x1016 |
L7 |
104 |
3x108 |
3x1017 |
L8 |
105 |
3x109 |
3x1018 |
L9 |
106 |
3x1019 |
3x1019 |
L10 |
107 |
3x1011 |
3x1020 |
Długość fali ponad 315 nm do 1400 nm
Typ lasera \ oznaczenie | D | I, R | M |
L1 |
102 |
0,05 |
5x105 |
L2 |
103 |
0,5 |
5x108 |
L3 |
104 |
5 |
5x109 |
L4 |
105 |
50 |
5x1010 |
L5 |
106 |
5x102 |
5x1011 |
L6 |
107 |
5x103 |
5x1012 |
L7 |
108 |
5x104 |
5x1013 |
L8 |
109 |
5x105 |
5x1014 |
L9 |
1019 |
5x106 |
5x1015 |
L10 |
1011 |
5x107 |
5x1026 |
Długość faliponad 1400 nm do 1000 µm
Typ lasera \ oznaczenie | D | I, R | M |
L1 |
104 |
103 |
1012 |
L2 |
105 |
104 |
1013 |
L3 |
106 |
105 |
1014 |
L4 |
107 |
106 |
1015 |
L5 |
108 |
107 |
1016 |
L6 |
109 |
108 |
1017 |
L7 |
1010 |
109 |
1018 |
L8 |
1011 |
1010 |
1019 |
L9 |
1012 |
1011 |
1020 |
L10 |
1013 |
1012 |
1021 |
Uwagi:
- Gęstość mocy E wiązki lasera o pracy ciągłej jest obliczana na podstawie mocy lasera P i przekroju poprzecznego wiązki E=P/A;
- Gęstość energii wiązki lasera impulsowego (I lub R) jest obliczana na podstawie energii impulsu Q i przekroju poprzecznego wiązki H=Q/A
Dla laserów pracujących w przedziale długości fal od 400 nm do 1400 nm, gęstość energii H powinna być korygowana. Jeżeli częstotliwość impulsów laserowych wynosi γ, to całkowita liczba impulsów N w czasie 10 s wynosi: N= γ x 10 s. Wartość gęstości energii H' wynosi H'=H x N1/4. Potrzebny stopień ochrony odczytuje się dla skorygowanej wartości H'.
- Dla laserów z synchronizacja modu obliczenie gęstości mocy wiązki przeprowadza się jak dla laserów o pracy ciągłej. Ponadto dla laserów o przedziale długości fal od 400 nm do 1400 nm należy obliczyć H', tak jak opisano wyżej.
|
|
|