"Вопросы лазерной
безопасности"
С1=5.6×103(Dt)0.25; T1=100.8(l-295)-15;
C2=100.2(l-295); T2=101+0.02(l-550);
C3=100.015(l-550);
C4=10(l-700)/500;
С6=18(Dt)0.75;
1.1.4. МДУ
облучения глаз рассеянным лазерным излучением
Рисунок 2. Предельный угол видения (предполагаемый
угол поля зрения):
1 — 0.012 рад;
2 — 0.00885 рад;
3 — 0.00025(Dt)-0.17 (при
1050£l<1400 нм);
5 — 0.015× (Dt)0.21 (при 400£l<1400
нм);
6 — 0.24 рад.
|
На практике наиболее вероятно именно рассеянное лазерное
облучение. В этом случае важно при определении МДУ облучения перенормировать
плотность излучения в диапазоне 0.4<l<1.4
мкм, достигающего сетчатки и поражающего ее. Эта перенормировка связана с тем,
что характер и размер поражения сетчатки изменяются в связи с резким
увеличением зоны облучения — от 0.01 мм (определяется аберрацией глаза и
дифракцией света на его зрачке), то есть угловой размер составляет примерно 1',
или 0.0003 рад, до a=0.015¸0.24 рад. Последняя величина
(эффективный угол зрения) во многом зависит от длительности облучения и (для
коротких импульсов) от длины волны. Все это видно из рисунка 2, где представлена
кусочно-линейная аппроксимация a=a(Dt)
в двойном логарифмическом масштабе.
МДУ облучения глаза протяженным источником с угловым размером aизл>a приведены в таблице 1.2. Напомним, что при измерении энергетической
яркости рассеянного (точнее: со значительным углом расходимости) излучения ее усреднение
при измерении МДУ следует выполнять по углу a
(см. рисунок 2). Кроме того, поскольку глаза устроены так, что не пропускают к
сетчатке УФ и ИК излучение с l>1.4
мкм, то в этих диапазонах разница между МДУ, указанным в таблице 1.1, и МДУ,
указанным в таблице 1.2, отсутствует.
Таблица 1.2
МДУ облучения глаз человека
рассеянным лазерным излучением
Длина
|
МДУ
|
волны
|
Единица
|
Условие
|
При длительности экспозиции Dt, с
|
l, нм
|
изме-рения
|
|
<10-9
|
От
10-9 до 10-7
|
От 10-7 до 10
|
От 10 до 103
|
От 103 до 104
|
От 104 до 3×104
|
От 200
|
ГВт/м2
|
—
|
30
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
до 302.5
|
Дж/м2
|
—
|
—
|
30
|
30
|
30
|
30
|
30
|
От 302.5 до 315
|
Дж/м2
|
При Dt£T1
|
—
|
C1
|
C1
|
—
|
—
|
—
|
|
Дж/м2
|
При Dt>T1
|
—
|
C2
|
C2
|
—
|
—
|
—
|
|
Дж/м2
|
—
|
—
|
—
|
—
|
C2
|
C2
|
C2
|
|
ГВт/м2
|
—
|
30
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
От 315
|
Вт/м2
|
—
|
3×1010
|
—
|
—
|
—
|
10
|
10
|
до 400
|
Дж/м2
|
—
|
—
|
C1
|
C1
|
104
|
—
|
—
|
От 400
|
Вт/м2 ср
|
—
|
1011
|
—
|
—
|
—
|
—
|
21
|
до 550
|
Дж/м2 ср
|
—
|
—
|
С7
|
С7
|
2.1×105
|
2.1×105
|
—
|
От 550 до 700
|
Дж/м2 ср
|
При Dt£T2
|
—
|
—
|
—
|
2С8
|
2С8
|
—
|
|
Дж/м2 ср
|
При Dt>T2
|
—
|
—
|
—
|
2.1×105С3
|
2.1×105С3
|
—
|
|
Дж/м2 ср
|
—
|
—
|
С7
|
С7
|
—
|
—
|
—
|
|
Вт/м2 ср
|
—
|
1011
|
—
|
—
|
—
|
—
|
21С3
|
От 700
|
Дж/м2 ср
|
—
|
—
|
С4С7
|
С4С7
|
2С4С8
|
—
|
—
|
до 1050
|
кВт/м2ср
|
—
|
С4×108
|
—
|
—
|
—
|
6.4С4
|
6.4С4
|
От 1050
|
Дж/м2 ср
|
—
|
—
|
5С7
|
5С7
|
10С8
|
—
|
—
|
до 1400
|
Вт/м2 ср
|
—
|
5×1011
|
—
|
—
|
—
|
3.2×104
|
3.2×104
|
От 1400
|
Дж/м2
|
—
|
|
100
|
С1
|
—
|
—
|
—
|
до 106
|
Вт/м2
|
—
|
1011
|
—
|
—
|
103
|
103
|
103
|
С1=5.6×103(Dt)0.25; T1=100.8(l-295)-15;
C2=100.2(l-295); T2=101+0.02(l-550);
C3=100.015(l-550);
C4=10(l-700)/500;
С7=105(Dt)0.33;
С8=1.9×104(Dt)0.75;
Таблица 1.3
МДУ облучения наружных покровов
человека
Длина
|
МДУ
|
волны
|
Единица
|
Условие
|
При длительности экспозиции Dt, с
|
l, нм
|
изме-рения
|
|
<10-9
|
От 10-9 до 10-7
|
От 10-7 до 10
|
От 10 до 103
|
От 103 до 3×104
|
От 200
|
Дж/м2
|
—
|
—
|
30
|
30
|
30
|
30
|
до 302.5
|
ГВт/м2
|
—
|
30
|
—
|
—
|
—
|
—
|
От 302.5
|
Дж/м2
|
При Dt£T1
|
—
|
C1
|
C1
|
—
|
—
|
до 315
|
Дж/м2
|
При Dt>T1
|
—
|
C2
|
C2
|
—
|
—
|
|
Дж/м2
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
|
Вт/м2
|
—
|
3×1010
|
—
|
—
|
10-3С3
|
10-3С2
|
От 315
|
Дж/м2
|
—
|
—
|
С1
|
С1
|
104
|
—
|
до 400
|
Вт/м2
|
—
|
3×1010
|
—
|
—
|
—
|
10
|
От 400
|
Дж/м2
|
—
|
—
|
200
|
С9
|
—
|
—
|
до 1400
|
Вт/м2
|
—
|
2×1011
|
—
|
—
|
2000
|
2000
|
От 1400
|
Дж/м2
|
—
|
—
|
100
|
С1
|
—
|
—
|
до 106
|
Вт/м2
|
—
|
1011
|
—
|
—
|
1000
|
1000
|
С1=5.6×103(Dt)0.25; T1=100.8(l-295)-15;
C2=100.2(l-295);
С9=1.1×104(Dt)0.25;
1.2. МДУ
лазерного облучения кожных покровов
При принятии должных мер безопасности (защитные очки и др.) повреждение
зрительных органов человека обычно исключается. Однако остается возможность
поражения кожных покровов (например, рук при обслуживании лазерной
технологической установки). Что касается МДУ лазерного облучения для кожных
покровов человека, то их значения, по рекомендации МЭК, отличаются от значений,
рассмотренных ранее для глаз, лишь в области видимого и ближнего ИК излучения (l<1.4 мкм). При этом облучение усредняют в
пределах круглой апертуры Æ 1 мм
для всех длин волн менее 0.1 мм. Облучение в дальней ИК области (0.1<l<1 мм) по-прежнему усредняют в апертуре Æ 11 мм.
Таким образом, при любом лазерном излучении, пользуясь данными
таблиц 1.1 — 1.3, можно легко определить МДУ облучения, позволяющий избежать
органических повреждений глаз и кожных покровов человека.
Применение того или иного способа обеспечения безопасности человека
при лазерном излучении зависит от стадии изготовления или эксплуатации
лазерного прибора. На защиту пользователя от лазерного облучения, превышающего
МДУ, нацелены рекомендуемые МЭК конструктивные мероприятия, необходимые при
изготовлении лазерных приборов. Поскольку эти мероприятия в той или иной
степени обязательны для всех изготовителей лазерных приборов, целесообразно
рассмотреть их более подробно.
2.
Требования к изготовителям лазерных приборов в связи с обеспечением
безопасности пользователей
МЭК рекомендует в связи с унификацией требований к конструкциям
лазерных приборов разделять эти приборы на четыре класса с точки зрения
опасности лазерного излучения для пользователей.
2.1. Лазерные
излучатели класса 1
Наиболее безопасными как по своей природе (МДУ облучения никак не
может быть превышен), так и по конструктивному исполнению являются лазерные
приборы класса 1. В связи с таким двойным подходом допустимые пределы излучения
(ДПИ) лазерных приборов класса 1 в спектральной области от 0.4 до 1.4 мкм, для
которой возможно как точечное, так и протяженное повреждение сетчатки,
характеризуются значениями в двух аспектах — энергетическом (в ваттах или
джоулях) и яркостном. Соответствующие значения приведены в таблице 2.1 (кроме
УФ излучения, а также ИК излучения от 1.4 мкм)
Таблица 2.1
ДПИ для лазеров класса 1
Длина
|
ДПИ
|
волны
|
Еди-
|
Усло-
|
При длительности излучения Dt, с
|
l, нм
|
ница изме-рения
|
вие
|
<10-9
|
От
10-9 до 10-7
|
От 10-7 до 1.8×10-5
|
От 1.8×10-5 до 5×10-5
|
От 5×10-5 до 10
|
От 10 до 103
|
От 103 до 104
|
От 104 до 3×104
|
От 200
|
мкДж
|
—
|
—
|
24
|
24
|
24
|
24
|
24
|
24
|
24
|
до 302.5
|
кВт
|
—
|
24
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
От 302.5
|
мкДж
|
При Dt£T1
|
—
|
0.79C1
|
0.79C1
|
0.79C1
|
0.79C1
|
—
|
—
|
—
|
до 315
|
мкДж
|
При Dt>T1
|
—
|
0.79C2
|
0.79C2
|
0.79C2
|
0.79C2
|
—
|
—
|
—
|
|
мкДж
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
0.79C2
|
0.79C2
|
0.79C2
|
|
кВт
|
—
|
24
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
От 315
|
кВт
|
—
|
24
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
7.9×10-9
|
7.9×10-9
|
до 400
|
мкДж
|
—
|
—
|
0.79C1
|
0.79C1
|
0.79C1
|
0.79C1
|
7.9×103
|
—
|
—
|
От 400
|
Дж
|
—
|
—
|
21×104
|
С10
|
С10
|
С10
|
3.9×10-3
|
3.9×10-3
|
—
|
до
|
Дж/м2 ср
|
—
|
—
|
С7
|
С7
|
С7
|
С7
|
2.1×105
|
2.1×105
|
—
|
550*
|
Вт
|
—
|
200
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
3.9×10-7
|
|
Вт/м2 ср
|
—
|
1011
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
21
|
От 550 до 700*
|
мДж и Дж/м2
ср
|
При Dt£T2
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
103С10
|
103С10
|
—
|
|
мДж
|
При Dt>T2
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
3.9С3
|
3.9С3
|
—
|
|
МДж/ м2
ср
|
—
|
—
|
10-6С7
|
10-6С7
|
10-6С7
|
10-6С7
|
—
|
—
|
—
|
|
мДж и Дж/м2
ср
|
—
|
—
|
2×10-4
|
103С10
|
103С10
|
2×10-4
|
—
|
—
|
—
|
|
мкВт
|
—
|
200
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
0.39× 10-6×С3
|
|
Вт/м2
|
—
|
1011
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
21С3
|
От 700
|
Дж
|
—
|
—
|
2С4×10-7
|
2С4×10-7
|
С4С10
|
С4С10
|
С4С10
|
—
|
—
|
до 1050*
|
Дж/ м2ср
|
—
|
—
|
С4С7
|
С4С7
|
С4С7
|
С4С7
|
2С4С8
|
—
|
—
|
|
кВт
|
—
|
0.2С4
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
12С4
|
12С4
|
|
кВт/ м2ср
|
—
|
С4×108
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
6.4С4
|
6.4С4
|
От 1050
|
Дж
|
—
|
—
|
2×10-6
|
2×10-6
|
2×10-6
|
5С10
|
5С10
|
—
|
—
|
до 1400*
|
Дж/ м2ср
|
—
|
—
|
С7
|
С7
|
С7
|
С7
|
С7
|
—
|
—
|
|
Вт
|
—
|
2×103
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
6×104
|
6×104
|
|
Вт/ м2ср
|
—
|
5×1011
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
3.2×104
|
3.2×104
|
От 1400
|
мкДж
|
—
|
—
|
80
|
0.4С9
|
0.4С9
|
0.4С9
|
—
|
—
|
—
|
до 105
|
Вт
|
—
|
8×104
|
—
|
—
|
—
|
—
|
8×10-4
|
8×10-4
|
8×10-4
|
От 105
|
Дж
|
—
|
—
|
10-2
|
10-4С1
|
10-4С1
|
10-4С1
|
—
|
—
|
—
|
до 106
|
Вт
|
—
|
107
|
—
|
—
|
—
|
—
|
0.1
|
0.1
|
0.1
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|