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Lasersicherheit

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Grundlegende Informationen für Faserlaseranwender

IPG Photonics liefert sein einzigartiges Sortiment an Faserlasern und Verstärkern sowohl an Systemintegratoren als auch direkt an Endverbraucher. Da IPG Produkte an eine Vielzahl von Endanwendern liefert, ist es uns ein Anliegen, grundlegende Informationen zum Thema Lasersicherheit bereitzustellen.  
 
Diese Informationen werden als Service für unsere bestehenden und zukünftigen Kunden bereitgestellt. Unter den Links am Ende dieses Abschnitts finden Sie weitere Informationsquellen zum Thema Lasersicherheit. 
 
Laser /verstärkte Lichtquellen stellen Licht her, das in der Natur nicht existiert. Ein Stimulus wie etwa hochintensives Licht wird in einen Laserhohlraum gespeist. Das Ergebnis ist eine Laseremission oder die Ausgabe von Licht. Obwohl es sich dabei um Licht handelt, unterscheidet es sich deutlich von Sonnenlicht oder einer Glühbirne. Da Laser/verstärktes Licht besondere Eigenschaften hat, bestehen während des Betriebs und möglicherweise auch während der Wartung häufig Gefahren. Laser /verstärkte Lichtquellen bieten hochintensives einfarbiges Licht, das für das menschliche Auge sichtbar oder unsichtbar sein kann und zudem kohärent ist. Das heißt, dass alle Wellen phasengleich sind. Die Kohärenz macht dieses Licht viel gefährlicher als nicht kohärentes Licht derselben Wellenlänge und Intensität. Kollimierte Strahlen, die nicht schnell divergieren, wenn sie die Geräteöffnung verlassen, bergen auch in weitem Abstand von der Öffnung gefahren.

 

 

Gefahren

Bei der Berücksichtigung der Gefahren im Zusammenhang mit Lasern liegt der Fokus meist auf den Augen. Die Informationen unten bezihen sihc nicht nur auf Gefahren im Zusammenhang mit dem Augen, sondern auch auf Gefahren, die bei der Nutzung eines Laserprodukts bestehen können.

Die Diodenlaser von IPG operieren im Bereich von 980 nm, Ytterbium-Laser und -Verstärker bei etwa 1060 nm, Raman-Laser und -Verstärker bei etwa 1400 nm, Erbium-Laser und -Verstärker bei etwa 1550 nm und Thulium-Laser und -Verstärker bei etwa 2000 nm. IPG bietet auch Laserquellen unter 980 nm an.

Gefahren für die Augen

 

Laserlicht kann zu Schädigungen am Auge führen. Laser können das Auge je nach Wellenlänge und Ausgangsleistung, denen der Benutzer ausgesetzt ist, auf verschiedene Arten schädigen:

  • Strahlen in den Bereichen Sichtbar (400 bis 700 nm) und Nahinfrarot (IR-A, 700 bis 1400 nm) können in das Auge eindringen und dadurch irreversible Schäden an der Netzhaut, Sehnerv und zentralen Bereichen des Auges verursachen. Das menschliche Auge kann in der Regel Licht im Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm (violett bis rot) auflösen. Leider können auch Wellenlängen von bis zu 1400 nm in das Auge eindringen, und stellen eine erhebliche Gefahr für Netzhaut und Sehnerv dar.
  • Unsichtbare Strahlen anderer Wellenlängen als des nahen Infrarots können Schäden an den äußeren Bereichen des Auges verursachen. UV-Strahlung (180 bis 400 nm) kann sowohl die Hornhaut als auch die Linse schädigen. Strahlung im mittleren Infrarot (IR-B, 1400 bis 3000 nm) kann die Oberfläche durchdringen und Linsentrübungen verursachen. Fern-Infrarot (IR-C, 3000nm bis 1mm) kann die äußere Oberfläche oder die Hornhaut beschädigen.
  • Der Benutzer muss von der Präsenz sekundärer Strahlen in verschiedenen Winkeln ausgehen. Sekundäre Strahlen können auf der Arbeitsoberfläche oder in deren Nähe auftreten. Diese Strahlen sind Spiegelreflexionen des Hauptstrahls von verschiedenen Oberflächen. Auch wenn die sekundären Strahlen weniger stark sind als die gesamte vom Laser ausgestrahlte Leistung, kann die Intensität groß genug sein, um das Auge zu schädigen. Dies sollte bei der Installation von Lasersystemen berücksichtigt werden.

 

Zusätzliche Gefahren

  • Verbrennungen der Haut durch Lasersysteme sind möglich; das Schadenspotenzial und die Schwere der Verletzung hängen stark von der Wellenlänge und der Leistung ab.
  • Einige der Lasersysteme sind Komponenten schwerer Ausrüstung und dürfen nur mit höchster Sorgfalt gegenüber dem Bediener und andere Personen im Bereich des Lasers betrieben werden.
  • Einige Laser sind so leistungsstark, dass sie Kleidung und Papier verbrennen oder Lösungsmittel und andere brennbare Stoffe entzünden. Dies muss bei der Verwendung von Lasersystemen berücksichtigt werden.
  • Heiße oder geschmolzene Metallstücke können vorhanden sein, wenn Hochleistungslaser verwendet werden. Lassen Sie Sorgfalt walten, wenn Ablagerungen in Ihrer Anwendung entstehen.

 

Elektrische Gefahren

  • Die für Laserprodukte verwendeten Spannungen (Wechsel- und Gleichstrom) sind oft hoch. Alle elektrischen Kabel und Verbindungen müssen behandelt werden, wie wenn es sich um schädliche Stufen handelt. Alle Teile des Elektrokabels, Anschlusses oder Gehäuses sollten als gefährlich angesehen werden.

 

Laserklassifizierung

Zusätzlich zu den oben genannten Informationen bezüglich der Sicherheit folgt eine kurze Beschreibung der Klassifizierung von Lasersystemen. Lasersysteme werden nach der Wellenlänge und der Ausgangsleistung klassifiziert, denen der Endbenutzer während des Betriebs ausgesetzt sein kann. Dies könnte man auch als das Gefahrenpotenzial des Lasersystems bezeichnen. Die Klassifizierung wird anhand der emittierten Wellenlängen, Ausgangsleistung und Strahleigenschaften bestimmt.

Die Laserklassen beginnen mit Klasse 1 und enden mit Klasse 4. Je höher die Zahl in der Klassifizierung ist, desto größer ist das Gefahrenpotenzial des Lasersystems. Diese Laserklassifizierungen sind auf dem Lasersystem gekennzeichnet, wobei häufig römische Ziffern zur Identifizierung der Klassennummer verwendet werden. Die Kennzeichnung erfolgt durch das Anbringen eines Etiketts auf dem Produkt. Neben textlichen Warnhinweisen enthalten diese Etiketten Informationen über die Wellenlänge, die Gesamtausgangsleistung und die Laserklassifizierung.

Klasse 1 

Lasersysteme der Klasse 1 sind eigensicher. Unter normalen Betriebsbedingungen stellen diese Laser keine Gesundheitsgefahren dar. Bei der Entwicklung werden spezielle Überlegungen angestellt, um während des Betriebs den Zugang zur Laserstrahlung durch Menschen zu verhindern. 

Klasse 2

Lasersysteme der Klasse 2 sind sichtbare Laser mit geringer Leistung. Der natürliche Blinzelreflex des Auges, der durch die Abneigung gegen helles Licht verursacht wird, schützt den Benutzer. Es bestehen jedoch einige potenzielle Gefahren, wenn sie über einen längeren Zeitraum hinweg direkt betrachtet werden. Bei Lasern der Klasse 2 ist ein ACHTUNG-Schild erforderlich. 

Klasse 3

Lasersysteme der Klasse 3a müssen außerdem mit einem ACHTUNG-Etikett und in einigen Fällen mit einem GEFAHR-Etikett versehen werden. Der Blinzelrefelx schützt den Benutzer, wenn dieser nur kurzzeitig in die Lichtquelle blickt. Gefahr besteht beim Blick mit Sammellinsen wie etwa während der optischen Ausrichtung.

Lasersysteme der Klasse 3b können bei direkter Betrachtung oder bei Betrachtung von Sekundärstrahlen eine Gefahr darstellen. Normalerweise erzeugen diese Laser keine gefährlichen Reflexionen auf einer matten Oberfläche. Diese Systeme sind mit einem GEFAHR-Kennzeichen versehen, und obwohl die Gefahr von Augenschäden besteht, ist das Risiko für die Haut oder das eines Feuers gering. Es wird empfohlen, bei der Verwendung dieser Laser eine Laserschutzbrille zu tragen. 

Klasse 4

Lasersysteme der Klasse 4 stellen eine Gefahr Auge und Haut dar. Die Gefährdung kann durch direkte, sekundäre und diffuse Reflexionen entstehen. Alle Lasersysteme der Klasse 4 sind mit dem Aufkleber GEFAHR versehen. Laser der Klasse 4 können auch Materialien im oder in der Nähe des Laserbereichs beschädigen und entflammbare Substanzen entzünden. Bei der Verwendung dieser Laser ist eine Laserschutzbrille erforderlich.

 

Was ist bei der Verwendung von Lasern zu beachten?

IPG Photonics liefert sowohl Laser der Klasse 3b als auch der Klasse 4 und Lasersysteme an unsere Endverbraucher. Folgende Liste enthält Punkte, die Laseranwender oder potenzielle Anwender bei der Verwendung von Lasern beachten müssen. 

  • Nehmen Sie sich vor der Verwendung des Produktes die Zeit, das Benutzerhandbuch zu lesen und zu verstehen, und machen Sie sich mit den Betriebs- und Wartungsanweisungen vertraut. Sollten Sie Fragen haben oder Abschnitte nicht verstehen, zögern Sie nicht, sich an den Hersteller zu wenden. 
  • Alle Personen im Bereich müssen geeignete Laserschutzbrille tragen, bevor der Laser aktiviert wird. Dies gilt auch für Personen, die das Lasersystem nicht direkt verwenden. 
  • Blicken Sie niemals direkt in den Laserausgang, wenn das Gerät eingeschaltet ist. 
  • Richten Sie den Laser und alle mit dem Laser verbundene optische Komponenten nicht in Augenhöhe ein. 
  • Installieren oder schließen Sie keine Fasern oder Kollimatoren ab, während der Laser aktiv ist. 
  • Schalten Sie den Laser stets aus, wenn Sie am Ausgang arbeiten, etwa bei der Befestigung von Fasern oder Kollimatoren in einer Halterung usw. Richten Sie den Ausgang bei Bedarf bei niedriger Ausgangsleistung aus und steigern Sie dann schrittweise die Ausgangsleistung. 
  • Die Wechselwirkung zwischen dem Laser und dem zu bearbeitenden Material kann auch hochintensive UV- und sichtbare Strahlung erzeugen. 
  • Stellen Sie sicher, dass Laserabschirmungen vorhanden sind, um Augenschäden durch sichtbare Strahlung zu vermeiden. Stellen Sie sicher, dass die Arbeitsfläche ordnungsgemäß belüftet ist. Gase, Funken und Ablagerungen, die durch den Kontakt zwischen Laser und der Arbeitsoberfläche entstehen, können weitere Gefahrenherde darstellen. 
  • Verwenden Sie den Laser in einem Raum, dessen Zugang durch Türverriegelungen kontrolliert wird. Bringen Sie Warnschilder an. Beschränken Sie den Zugang zu diesem Bereich während des Betriebs des Lasers auf Personen mit Lasersicherheitstraining. 
  • Verwenden Sie den Laser nicht in einer dunklen Umgebung. 
  • Schalten Sie den Laser nicht ein, ohne dass eine Koppelfaser oder ein gleichwertiges Bauteil an den optischen Ausgangsanschluss angeschlossen ist. 
  • Der Betreiber des Lasers ist dafür verantwortlich, die Nutzung des Lasers bekanntzugeben und den Laserbereich zu kontrollieren.

 

Schutzbrillen

Laserschutzbrillen sind sowohl mit der optischen Dichte als auch mit dem Wellenlängenbereich gekennzeichnet. Die optische Dichte (OD) ist ein Parameter, der bei der Auswahl von Laserschutzbrillen von großem Interesse ist. Die Formel für die optische Dichte ist unten aufgeführt.

Optische Dichte = -1 (Lichtdurchlässigkeit)

Tl = 10 - OD

Anhand der obigen Formel können Sie sehen, dass sich der Schutz um das 10-fache erhöht (10-fache Verringerung der Lasertransmission), wenn der OD-Wert steigt. IPG Photonics empfiehlt, dass der Endanwender von Lasersystemen bei der Beurteilung der Schutzbrillenanforderungen die bestimmte Anwendung überprüft. Es ist wichtig, die potenziellen Gefahren zu verstehen, die mit der Anwendung verbunden sind oder sich aus ihr ergeben.

IPG Photonics empfiehlt Anwendern von Lasern, sich über alle lokalen, staatlichen, bundesstaatlichen oder behördlichen Anforderungen sowie über die Anforderungen der Einrichtung oder des Gebäudes zu informieren, die für die Installation oder den Einsatz eines Lasers oder eines Lasersystems gelten können.

 

Zusätzliche Informationen

Weitere Informationen zur Lasersicherheit finden Sie in der nachstehenden Liste, die weitere verfügbare Informationen enthält:

Laser Institute of America (LIA)
13501 Ingenuity Drive, Suite 128
Orlando, Florida 32826
Telefon: 407.380.1553, Fax: 407.380.5588
Gebührenfrei: 1.800.34.LASER
https://www.lia.org/

American National Standards Institute
ANSI Z136.1 - 2000, American National Standard for the Safe Use of Lasers
(Erreichbar über LIA)

Internationale Elektrotechnische Kommission
IEC 60825-1, Ausgabe 1.2, 2001-08
Safety of laser products -
Teil 1: Geräteklassifizierung, Anforderungen und Benutzerhandbuch.
(Erreichbar über LIA)

Laser Safety Equipment
Laurin Publishing
Laser safety equipment and Buyer's Guide