Los estándares de seguridad láser incluyen el estándar americano ANSI 136.1 y el estándar europeo EN207/EN208/EC60825.
1. Norma estadounidense de seguridad láser ANSI 136.1
Los láseres se clasifican en las siguientes categorías según el estándar ANSI Z136.1.
Requisitos de definición de clase 1 No peligroso sin gafas Láser de longitud de onda visible de 1 M seguro para los ojos (400-700 nm), sin lupa cuando se usa Sistema óptico sin gafas a menos que tenga un sistema óptico de lupa 2 Láser de longitud de onda visible seguro para los ojos (400-700 nm), (el reflejo de parpadeo puede prevenir daños en 0,25 segundos) No es necesario usar gafas Láser de longitud de onda visible seguro para los ojos de 2M (400-700nm), (El reflejo del parpadeo puede evitar daños en 0,25 segundos), no utilice lupa cuando utilice el sistema óptico. Se recomienda utilizar gafas 3R. El haz de observación indirecta puede no ser seguro. La exposición máxima permitida (MPE) es de hasta 5 veces para láseres de luz visible de clase 2 y de hasta 5 veces para láseres de luz invisible de clase 1. Es perjudicial para los ojos. Se recomienda utilizar gafas. 3B La observación indirecta del haz es perjudicial para los ojos. Gafas protectoras 4 Las exposiciones directas y difusas son perjudiciales para los ojos y la piel. Existe riesgo de quemaduras y quemaduras que requieren protección para los ojos y otras precauciones de seguridad personal.
Láser de clase 1, seguro en todas las condiciones normales de uso. Significa que no se excederá la exposición máxima permitida (MPE) al observar el láser a simple vista o con una óptica de aumento típica (telescopio o microscopio). Para validar el estándar, el estándar especifica la apertura y la distancia relativa al ojo desnudo, utilizando un telescopio típico para observar un haz colimado y un microscopio típico para observar un haz divergente. Es importante tener en cuenta que algunos láseres específicos están clasificados como Clase 1, pero aun así pueden producirse daños al utilizar telescopios o microscopios con aperturas muy grandes. Por ejemplo, un láser de alta potencia, con un haz colimado muy grande o un haz muy divergente, que pasa a través de la apertura con una potencia inferior al límite de radiación (APL) de un láser de Clase 1 por definición estándar, podría clasificarse como Clase 1 láser, pero cuando se utilizan lupas de gran diámetro se pueden obtener valores de potencia peligrosos.
Los láseres de clase 1M son seguros de usar en todas las condiciones, excepto a través de ópticas de aumento, como microscopios y telescopios. Los láseres de clase 1M producen haces divergentes o de gran diámetro. Láseres de clase 1M, que normalmente no superan el MPE a menos que se utilicen ópticas de enfoque o de imagen para comprimir el haz. Si se reenfoca el rayo, aumentará el peligro de un láser de Clase 1M y la clase de láser cambiará. Si la potencia que pasa a través de la pupila del ojo desnudo es inferior al límite de radiación (APL) de un láser de Clase 1, el láser puede clasificarse como Clase 1M; sin embargo, el uso de ópticas de aumento típicas acumulará potencia en el ojo que excede el AEL de un láser de Clase 1 y es inferior al AEL de Grado 3B.
Los láseres de clase 2 son seguros porque el reflejo de parpadeo limita la exposición a no más de 0,25 segundos. Sólo aplicable a láseres de luz visible (400-700 nm). Láser de clase 2, potencia limitada a 1 mW continuo, o potencia superior cuando el tiempo de radiación es inferior a 0,25 segundos o la luz no es espacialmente coherente. La supresión intencionada del reflejo de parpadeo puede provocar daños oculares. Muchos punteros láser e instrumentos de medición son láseres de Clase 2.
Láser clase 2M, es seguro, si no se observa directamente el instrumento óptico, el reflejo de parpadeo evitará lesiones. Al igual que los láseres de Clase 1M, el rayo láser tiene un diámetro grande o un ángulo de divergencia grande y la cantidad de luz que pasa a través de la pupila no puede exceder el límite de Clase 2.
Láser de clase 3R, que es seguro cuando se utiliza con cuidado y con una visión limitada del haz. Con un láser de Clase 3R, es posible superar el MPE, pero con menos posibilidades de sufrir lesiones. Los láseres visibles CW Clase 3R están limitados a 5 mW. Otras longitudes de onda y láseres pulsados, sujeto a otras condiciones.
Los láseres de clase 3B son peligrosos si se exponen directamente al ojo, pero no presentan peligro por el reflejo difuso del papel u otras superficies rugosas. El AEL del láser CW, el rango de longitud de onda desde 315 nm hasta el infrarrojo lejano es de 0,5 W. Los láseres pulsados de 400-700 nm están limitados a 30 mJ. Se aplican otras restricciones para otras longitudes de onda o láseres de pulso ultracorto. Se requieren gafas protectoras al mirar directamente el rayo láser de clase 3B. Los láseres de clase 3B deben estar equipados con un interruptor de llave y dispositivos de seguridad.
Cerradura interna completa. Se utiliza un láser de clase 3B dentro de una grabadora de CD o DVD, pero la grabadora es de clase 1 porque el láser no sale de la unidad de grabación.
Láseres de Clase 4, los láseres más altos y peligrosos, incluidos todos los láseres que superan la Clase 3B AEL. Los láseres de clase 4 pueden quemar la piel con rayos de visión directos, difusos o indirectos, causando daños oculares devastadores o permanentes. Estos láseres pueden encender materiales inflamables y presentar un riesgo de incendio. Estos peligros también se aplican a haces indirectos o no especulares, incluso desde superficies aparentemente rugosas, lo que significa que se debe tener mucho cuidado al controlar la trayectoria de la luz. Los láseres de clase 4 deben estar equipados con un interruptor de llave y un dispositivo de seguridad. La mayoría de los láseres industriales, científicos, militares y médicos son láseres de Clase 4.
El estándar ANSI Z136.1 requiere los parámetros de densidad óptica (OD) de las gafas de seguridad para láser, que pueden calcular la zona de peligro nominal (NHZ) y el reflejo difuso se puede observar con gafas.
La densidad óptica (OD) es una medida de la atenuación de la energía que pasa a través de un filtro. Cuanto mayor sea el valor de OD, mayor será la atenuación y mayor el nivel de protección. Es decir, el valor OD es una medida de la energía del láser que pasa a través del filtro.
OD es el recíproco del logaritmo de transmitancia, OD = -log10 T, donde T es la transmitancia.
Valor OD transmitancia% coeficiente de atenuación 0100%1110%1021%10030.10%1,00040.01%10,00050.00%100,00060.00%1,000,00070.00%10,000,00
2. Norma europea de seguridad láser EN207/EN208/EC60825
La norma europea de seguridad láser EN 207/EN208 tiene en cuenta la densidad óptica y la densidad de potencia/energía del láser al determinar los requisitos de seguridad del láser. De manera similar a ANSI Z136.1, las gafas de seguridad para láser deben proporcionar suficiente densidad óptica para reducir la potencia del láser en o por debajo de la exposición máxima permitida (MPE), y también deben proporcionar protección de umbral de daño. Según EN207, las gafas de seguridad para láser deben protegerse de la exposición directa al haz interno del láser.
La norma EN207 exige que las gafas estén etiquetadas con un grado de protección, detallando sus umbrales de daño (por ejemplo, 10600D L5 (L5 significa una densidad de potencia de irradiación directa de 100 MW/cm2 a 10600 nm durante 10 segundos).
La relación L de EN207 es el umbral de daño del material de las gafas, es decir, la densidad de potencia que las gafas pueden soportar, y requiere una prueba de estabilización láser durante al menos 10 segundos (CW) o 100 pulsos (modo de pulso).
Modo de trabajo: El láser funciona en diferentes modos con diferentes características de densidad de potencia y requiere diferentes gafas protectoras.
Definición del modo Ancho de pulso D Continuo (CW) Potencia constante > 0,25 sI Pulso: Radiación de energía única o periódica corta > 1 us a 0,25 sR Pulso masivo: Radiación de energía única o periódica muy corta 1 us a 1 nsM Modo bloqueado <1 ns (Pico segundos y femtosegundos)
La escala va de L1 a L10, el número es el límite inferior de densidad óptica, Ln significa OD>n, o T<10^(-n), T es la transmitancia. La escala mínima para un láser determinado depende del modo de funcionamiento y la longitud de onda.
Modo de funcionamiento Rango de longitud de onda Densidad máxima de potencia del láser Potencia dada Clase de protección mínima*D (continua) 180–315 nm1×10n-3 W/m²log(P) + 3315–1400 nm1×10n+1 W/m²log(P) - 11400 nm –1000 μm1×10n+3 W/m²log(P) - 3I,R (pulso)180–315 nm3×10n+1 J/m²log(E/3) - 1315–1400 nm5×10n-3 J/m²log( E/5) + 31400 nm–1000 μm1×10n+2 J/m²log( E) - 2M (pulso ultracorto)180–315 nm1×10n+10 W/m²log(P) - 10315–1400 nm1,5×10n -4 J/m²log(E/1,5) + 41400 nm–1000 μm1×10n+11 W/m²log(P) - 11*P en W/m², E en J/m². Los números de nivel deben redondearse hacia arriba.
Ejemplo:
1. láser de 1064nm, ancho de pulso 10ns, 100mJ/cm2 (103 J/m2). Ahora hay una protección ocular etiquetada como DIR 1064 L5. El ancho de pulso del láser indica que se debe seleccionar el modo R, la escala n=5, y el límite superior de la densidad de potencia máxima del láser es 5×102J/m2, lo que indica que las gafas de seguridad láser no son adecuadas para proteger contra este tipo de láser.
2. Láser de 780 nm, continuo, densidad de potencia 50 mW/cm2 (P = 500 W/m2), la superficie necesita modo D, el nivel mínimo de protección es log(500)-1=1,69, que es aproximadamente igual a 2, en En esta ocasión, gafas de seguridad. El grado mínimo es D 780 L2.
De esta escala se puede inferir que la densidad de potencia correspondiente a n=0 es segura sin gafas protectoras.
