Laser menjadi alat penyelidikan yang semakin penting dalam perubatan, fizik, kimia, geologi, biologi dan kejuruteraan. Jika disalahgunakan, ia boleh menyebabkan silau dan kecederaan (termasuk terbakar dan kejutan elektrik) kepada pengendali dan kakitangan lain, termasuk pelawat makmal kasual, dan menyebabkan kerosakan harta benda yang ketara. Pengguna peranti ini mesti memahami sepenuhnya dan menggunakan langkah berjaga-jaga keselamatan yang diperlukan semasa mengendalikannya.
Apakah itu laser?
Perkataan "laser" (ms. LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) ialah singkatan yang bermaksud "penguatan cahaya oleh sinaran teraruh." Kekerapan sinaran yang dihasilkan oleh laser berada di dalam atau berhampiran bahagian spektrum elektromagnet yang boleh dilihat. Tenaga diperkuatkan kepada keadaan keamatan yang sangat tinggi melalui proses yang dipanggil "sinar aruh laser".
Istilah "radiasi" sering disalahertikansalah, kerana ia juga digunakan untuk menerangkan bahan radioaktif. Dalam konteks ini, ia bermaksud pemindahan tenaga. Tenaga diangkut dari satu tempat ke tempat lain melalui pengaliran, perolakan dan sinaran.
Terdapat pelbagai jenis laser yang beroperasi dalam persekitaran yang berbeza. Gas (contohnya, argon atau campuran helium dan neon), kristal pepejal (contohnya, delima) atau pewarna cecair digunakan sebagai medium kerja. Apabila tenaga dibekalkan ke persekitaran kerja, ia masuk ke dalam keadaan teruja dan membebaskan tenaga dalam bentuk zarah cahaya (foton).
Sepasang cermin di kedua-dua hujung tiub tertutup sama ada memantulkan atau menghantar cahaya dalam aliran pekat yang dipanggil pancaran laser. Setiap persekitaran kerja menghasilkan pancaran panjang gelombang dan warna yang unik.
Warna cahaya laser biasanya dinyatakan dari segi panjang gelombang. Ia bukan pengion dan termasuk bahagian spektrum ultraungu (100-400 nm), boleh dilihat (400-700 nm) dan inframerah (700 nm - 1 mm).
Spektrum elektromagnet
Setiap gelombang elektromagnet mempunyai frekuensi dan panjang unik yang dikaitkan dengan parameter ini. Sama seperti cahaya merah mempunyai frekuensi dan panjang gelombangnya sendiri, begitu juga semua warna lain - oren, kuning, hijau dan biru - mempunyai frekuensi dan panjang gelombang yang unik. Manusia dapat melihat gelombang elektromagnet ini, tetapi tidak dapat melihat seluruh spektrum.
Sinar gamma, sinar-X dan ultraungu mempunyai frekuensi tertinggi. inframerah,sinaran gelombang mikro dan gelombang radio menduduki frekuensi spektrum yang lebih rendah. Cahaya yang boleh dilihat terletak dalam julat yang sangat sempit di antaranya.
Radiasi laser: pendedahan kepada manusia
Laser menghasilkan pancaran cahaya terarah yang sengit. Jika diarahkan, dipantulkan atau difokuskan pada objek, rasuk akan diserap sebahagian, meningkatkan permukaan dan suhu dalaman objek, yang boleh menyebabkan bahan berubah atau berubah bentuk. Kualiti ini, yang telah digunakan dalam pembedahan laser dan pemprosesan bahan, boleh berbahaya kepada tisu manusia.
Selain sinaran, yang mempunyai kesan haba pada tisu, sinaran laser berbahaya, menghasilkan kesan fotokimia. Keadaannya ialah panjang gelombang yang cukup pendek, iaitu bahagian ultraungu atau biru spektrum. Peranti moden menghasilkan sinaran laser, kesannya kepada seseorang yang diminimumkan. Laser kuasa rendah tidak mempunyai tenaga yang mencukupi untuk menyebabkan bahaya, dan ia tidak mendatangkan bahaya.
Tisu manusia sensitif kepada tenaga, dan dalam keadaan tertentu, sinaran elektromagnet, termasuk sinaran laser, boleh merosakkan mata dan kulit. Kajian telah dijalankan pada tahap ambang sinaran traumatik.
Bahaya mata
Mata manusia lebih mudah terdedah kepada kecederaan berbanding kulit. Kornea (permukaan luar depan mata yang telus), tidak seperti dermis, tidak mempunyai lapisan luar sel mati yang melindungi daripada pengaruh persekitaran. laser dan ultraungusinaran diserap oleh kornea mata, yang boleh membahayakannya. Kecederaan itu disertai dengan edema epitelium dan hakisan, dan dalam kecederaan teruk - kekeruhan ruang anterior.
Kanta mata juga boleh terdedah kepada kecederaan apabila terdedah kepada pelbagai sinaran laser - inframerah dan ultraungu.
Walau bagaimanapun, bahaya terbesar ialah kesan laser pada retina di bahagian spektrum optik yang boleh dilihat - daripada 400 nm (ungu) hingga 1400 nm (inframerah dekat). Di dalam kawasan spektrum ini, rasuk berkolimat memfokus pada kawasan yang sangat kecil pada retina. Varian pendedahan yang paling tidak menguntungkan berlaku apabila mata memandang ke jarak dan pancaran langsung atau pantulan memasukinya. Dalam kes ini, kepekatannya pada retina mencapai 100,000 kali ganda.
Oleh itu, pancaran boleh dilihat dengan kuasa 10 mW/cm2 bertindak pada retina dengan kuasa 1000 W/cm2. Ini lebih daripada cukup untuk menyebabkan kerosakan. Jika mata tidak melihat ke jauh, atau jika pancaran dipantulkan dari permukaan yang tidak bercermin meresap, sinaran yang jauh lebih kuat membawa kepada kecederaan. Kesan laser pada kulit tidak mempunyai kesan pemfokusan, jadi ia kurang terdedah kepada kecederaan pada panjang gelombang ini.
X-ray
Sesetengah sistem voltan tinggi dengan voltan melebihi 15 kV boleh menjana sinar-X dengan kuasa ketara: sinaran laser, yang mana sumbernya ialah laser excimer pam elektron berkuasa tinggi, sertasistem plasma dan sumber ion. Peranti ini mesti diuji untuk keselamatan sinaran, termasuk untuk memastikan perisai yang betul.
Klasifikasi
Bergantung pada kuasa atau tenaga pancaran dan panjang gelombang sinaran, laser dibahagikan kepada beberapa kelas. Pengelasan adalah berdasarkan potensi peranti untuk menyebabkan kecederaan serta-merta pada mata, kulit atau kebakaran apabila terdedah terus kepada rasuk atau apabila dipantulkan dari permukaan reflektif yang meresap. Semua laser komersial tertakluk kepada pengenalan dengan tanda yang digunakan padanya. Jika peranti itu adalah buatan sendiri atau tidak ditandakan sebaliknya, nasihat perlu dicari tentang pengelasan dan pelabelan yang sesuai. Laser dibezakan oleh kuasa, panjang gelombang dan masa pendedahan.
Peranti Selamat
Peranti kelas pertama menjana sinaran laser intensiti rendah. Ia tidak boleh mencapai tahap berbahaya, jadi sumber dikecualikan daripada kebanyakan kawalan atau bentuk pengawasan lain. Contoh: pencetak laser dan pemain CD.
Peranti selamat bersyarat
Laser kelas kedua memancarkan di bahagian spektrum yang boleh dilihat. Ini adalah sinaran laser, sumber yang menyebabkan seseorang mengalami reaksi normal penolakan cahaya terlalu terang (refleks berkelip). Apabila terdedah kepada pancaran, mata manusia berkelip selepas 0.25 s, yang memberikan perlindungan yang mencukupi. Walau bagaimanapun, sinaran laser dalam julat yang boleh dilihat boleh merosakkan mata dengan pendedahan yang berterusan. Contoh: penunjuk laser, laser geodetik.
Laser Kelas 2a ialah peranti tujuan khas dengan kuasa output kurang daripada 1mW. Peranti ini hanya menyebabkan kerosakan apabila terdedah secara langsung selama lebih daripada 1000 saat dalam 8 jam sehari bekerja. Contoh: Pembaca kod bar.
Laser berbahaya
Kelas 3a merujuk kepada peranti yang tidak mencederakan dengan pendedahan jangka pendek kepada mata yang tidak dilindungi. Mungkin berbahaya apabila menggunakan optik pemfokus seperti teleskop, mikroskop atau teropong. Contoh: Laser He-Ne 1-5 mW, beberapa penunjuk laser dan aras bangunan.
Pancaran laser kelas 3b boleh menyebabkan kecederaan jika digunakan secara terus atau dipantulkan ke belakang. Contoh: Laser HeNe 5-500mW, banyak laser penyelidikan dan terapeutik.
Kelas 4 termasuk peranti dengan tahap kuasa lebih daripada 500 mW. Mereka berbahaya kepada mata, kulit, dan juga bahaya kebakaran. Pendedahan kepada pancaran, pantulan spekular atau meresapnya boleh menyebabkan kecederaan mata dan kulit. Semua langkah keselamatan mesti diambil. Contoh: Nd:YAG laser, paparan, pembedahan, pemotongan logam.
Radiasi laser: perlindungan
Setiap makmal mesti menyediakan perlindungan yang mencukupi untuk orang yang bekerja dengan laser. Tingkap bilik yang melaluinya sinaran daripada peranti kelas 2, 3 atau 4 boleh dilalui, menyebabkan kemudaratankawasan yang tidak terkawal mesti dilindungi atau dilindungi semasa operasi radas tersebut. Untuk perlindungan mata maksimum, perkara berikut disyorkan.
- Rasuk mesti disertakan dalam sarung pelindung yang tidak reflektif dan tidak mudah terbakar untuk meminimumkan risiko pendedahan atau kebakaran secara tidak sengaja. Untuk menjajarkan rasuk, gunakan skrin pendarfluor atau pemandangan sekunder; Elakkan sentuhan mata secara langsung.
- Gunakan kuasa terendah untuk prosedur penjajaran rasuk. Jika boleh, gunakan peranti rendah untuk prosedur penjajaran awal. Elakkan kehadiran objek pemantul yang tidak diperlukan di kawasan laser.
- Hadkan laluan rasuk di zon bahaya semasa waktu tidak bekerja, menggunakan bidai dan halangan lain. Jangan gunakan dinding bilik untuk menjajarkan pancaran laser kelas 3b dan 4.
- Gunakan alat bukan reflektif. Sesetengah inventori yang tidak memantulkan cahaya boleh dilihat menjadi spekular di kawasan spektrum yang tidak kelihatan.
- Jangan pakai barang kemas pemantul. Barang kemas logam juga meningkatkan risiko renjatan elektrik.
Goggle
Apabila bekerja dengan laser Kelas 4 dengan kawasan bahaya terbuka atau di mana terdapat risiko pantulan, cermin mata keselamatan harus dipakai. Jenis mereka bergantung pada jenis sinaran. Cermin mata mesti dipilih untuk melindungi daripada pantulan, terutamanya pantulan meresap, dan untuk memberikan perlindungan ke tahap di mana refleks pelindung semula jadi boleh menghalang kecederaan mata. Peranti optik sedemikianmengekalkan sedikit keterlihatan rasuk, mengelakkan kulit melecur, mengurangkan kemungkinan kemalangan lain.
Faktor yang perlu dipertimbangkan semasa memilih gogal:
- panjang gelombang atau kawasan spektrum sinaran;
- ketumpatan optik pada panjang gelombang tertentu;
- pencahayaan maksimum (W/cm2) atau kuasa pancaran (W);
- jenis sistem laser;
- mod kuasa - cahaya laser berdenyut atau mod berterusan;
- keupayaan pantulan - spekular dan meresap;
- medan pandangan;
- kehadiran kanta pembetulan atau saiz yang mencukupi untuk membenarkan pemakaian cermin mata pembetulan;
- keselesaan;
- kehadiran lubang pengudaraan untuk mengelakkan pengabusan;
- kesan pada penglihatan warna;
- rintangan kesan;
- keupayaan untuk melaksanakan tugas yang diperlukan.
Oleh kerana cermin mata keselamatan terdedah kepada kerosakan dan haus, program keselamatan makmal harus menyertakan pemeriksaan berkala bagi ciri perlindungan ini.
