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会社概要

レーザの安全性

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ファイバーレーザーユーザーのための必須事項

IPGフォトニクスは、独自のファイバーレーザとアンプをシステムインテグレーターやエンドユーザーに直接提供しています。IPGは様々なエンドユーザに製品を提供しているため、レーザの安全性に関する基本的な情報を提供したいと考えています。  
 
本情報は、既存のお客様およびこれからレーザを使用されるお客様へのサービスとして提供するものです。レーザの安全性に関するその他の情報源については、このセクションの最後にあるリンクをご覧ください。 
 
レーザ/増幅光源は、自然界には存在しない光を生成する。高強度光などの刺激がレーザ共振器に入力され、その結果としてレーザ発光または光出力が得られる。出力は光だが、太陽光や電球とは大きく異なる。従って、レーザ/増幅光は特別な特性を持つため、運転中や潜在的なサービス中にしばしば危険性があります。レーザ/増幅光源は、人間の目には見えたり見えなかったりする非常に強い単色光を発生し、またコヒーレントであるため、すべての波が互いに同位相であることを意味します。コヒーレントな光は、同じ波長と強度の非コヒーレントな光よりもはるかに危険である。コリメートされたビームや、装置のアパーチャーから出るときに急激に発散しないビームは、アパーチャーから遠く離れていても危険である。

 

 

ハザード

レーザの危険性を考えるとき、最も一般的に懸念されるのは目です。以下の情報では、目に関連する危険性だけでなく、レーザ製品の使用で発生する可能性のあるその他の危険性についても触れています。

IPGのダイオードレーザは980nm、イッテルビウムレーザとアンプは1060nm、ラマンレーザとアンプは1400nm、エルビウムレーザとアンプは1550nm、ツリウムレーザとアンプは2000nmで動作します。IPGは980nm以下のレーザ光源も提供している。

目の危険

 

レーザの照射によって眼障害が起こる可能性があります。レーザは、波長や出力によって眼にさまざまな損傷を与える可能性があります:

  • 可視光線(400~700nm)と近赤外線(IR-A、700~1400nm)は眼球を透過するため、網膜、視神経、眼球の中心部に不可逆的な損傷を与える可能性がある。 通常、人間の目は400~700nm(紫~赤)の波長域の光を分解することができる。残念ながら、眼は1400nm以上の波長も透過させるが、それでも網膜や視神経に重大な損傷を与える恐れがある。
  • 近赤外線以外の目に見えない波長の光線は、目の外側にダメージを与えます。紫外線(180~400nm)は、水晶体へのダメージだけでなく、角膜へのダメージを引き起こす可能性があります。中赤外線(IR-B、1400~3000nm)は眼球表面を透過し、白内障を引き起こす可能性があります。 遠赤外線(IR-C、3000nm~1mm)は、外表面や角膜にダメージを与える可能性があります。
  • ユーザーは、さまざまな角度で二次ビームが存在することを予期しておく必要がある。二次ビームは、加工面または加工面の近くに存在することがある。これらのビームは、様々な表面からのメインビームの鏡面反射である。これらの二次ビームは、レーザから放出される総パワーよりも小さいかもしれませんが、強度は目に損傷を与えるほど大きいかもしれません。レーザシステムを設置する際には、この点を考慮する必要があります。

 

その他の危険

  • レーザシステムによる皮膚への火傷の可能性がある。 損傷の可能性と深刻さは、波長と出力の関数として非常に大きい。
  • レーザシステムの中には、重機の一部であるものもあり、オペレーターやレーザの照射範囲にいる他の人々に対して高度な注意を払って操作する必要があります。
  • レーザの中には、衣服や紙を燃やしたり、溶剤やその他の可燃性物質を発火させたりするのに十分なパワーを持つものもあります。レーザシステムを使用する際は、この点を考慮する必要があります。
  • 高出力レーザを使用する場合、高温または溶融した金属片が存在する可能性があります。アプリケーションで破片が発生する場合は注意してください。

 

電気的危険

  • レーザ製品に使用される電圧(ACとDCの両方)は、しばしば高電圧です。 すべての電気ケーブルと接続部は、有害なレベルであるかのように扱う必要があります。電気ケーブル、コネクター、機器のハウジングのすべての部分は危険であると考えるべきです。

 

レーザ分類

上記の安全に関する情報に加え、レーザシステムの分類について簡単に説明します。レーザシステムは、エンドユーザーが操作中にさらされる可能性のある波長と出力によって分類されます。これは、レーザシステムのハザードポテンシャルとも言えます。クラス分けは、発振波長、出力パワー、ビーム特性によって決定されます。

レーザクラスはクラス1からクラス4まであります。クラス分けの数字が大きいほど、レーザシステムの危険性は高くなります。これらのレーザクラスは、レーザシステム上で識別され、多くの場合、クラス番号を識別するためにローマ数字が使用されます。識別プロセスは、製品にラベルを貼付することで達成されます。ラベルには、警告文とともに、波長、総出力、レーザ分類に関する情報が記載されています。

クラス1 

クラス1レーザシステムは本質安全です。通常の動作条件下では、これらのレーザは潜在的な健康被害をもたらすことはありません。特別な設計上の配慮は、動作中にレーザ放射に人がアクセスできないようにするために使用されます。 

クラス2

クラス2レーザシステムは、低出力の可視光レーザです。明るい光を嫌う目の自然なまばたき反射がユーザーを保護します。長時間直視した場合、いくつかの潜在的な危険があります。クラス2レーザには、注意ラベルが必要です。 

クラス3

クラス3aのレーザシステムにはCAUTIONラベルの貼付が義務付けられており、場合によってはDANGERラベルの貼付が必要となる。光嫌悪反射は、一瞬見るだけであればユーザーを保護するはずです。オプティカルアライメントプロセスのような集光光学系を使用する場合、危険性が存在する可能性があります。

クラス3bのレーザシステムは、直接見たり、二次ビームを見たりすると危険です。一般的に、これらのレーザはマットな表面から危険な反射を発生させません。これらのシステムにはDANGERラベルが貼付されており、目に損傷を与える可能性はありますが、火災や皮膚への危険性は低いです。これらのレーザを使用する際は、レーザ安全眼鏡の着用をお勧めします。 

クラス4

クラス4レーザシステムは、眼と皮膚の両方に危険をもたらす。直接反射、二次反射、拡散反射による危険性があります。すべてのクラス4レーザシステムには、危険ラベルが貼付されています。また、クラス4レーザは、レーザエリア内または周辺の物質を損傷したり、可燃性物質を発火させたりする可能性があります。これらのレーザを使用する際は、レーザ安全眼鏡が必要です。

 

レーザを使用する際に考慮すべきこと

IPGフォトニクスは、クラス3bとクラス4のレーザとレーザシステムをエンドユーザーに提供しています。以下のリストには、レーザシステムを使用する際に、レーザユーザまたはこれからレーザシステムを使用しようとするユーザが考慮すべき事項が記載されています。 

  • 本製品をご使用になる前に、ユーザーズ・ガイドをよくお読みになり、ご理解ください。ご不明な点やご理解いただけない点がございましたら、ご遠慮なくメーカーまでお問い合わせください。 
  • レーザの照射を可能にする前に、そのエリアにいるすべてのオペレーターは、適切なレーザ安全眼鏡を着用しなければなりません。これには、レーザシステムを直接使用していないオペレーターも含まれます。 
  • 電源が入っているときは、決してレーザ出力ポートを直視しないでください。 
  • レーザとレーザで使用されるすべての光学部品は、目の高さから離して設置してください。 
  • レーザが作動しているときは、ファイバーやコリメーターを取り付けたり、終端したりしないでください。 
  • ファイバーやコリメーターをフィクスチャーに取り付けるなど、出力を使用した作業を行う場合は、必ずレーザのスイッチを切ってください。必要であれば、低い出力でアライメントをとり、徐々に出力を上げてください。 
  • レーザと加工材料との相互作用により、高強度の紫外線や可視光線を発生させることもできる。 
  • 可視光線による目の損傷を防ぐため、レーザ用囲いが設置されていることを確認してください。作業面が適切に換気されていることを確認してください。レーザと作業面の相互作用により発生するガス、火花、破片は、さらなる安全上の危険をもたらす可能性があります。 
  • ドアのインターロックで出入りが管理されている部屋でレーザを使用すること。警告サインを掲示する。レーザを操作する際は、レーザの安全に関する訓練を受けた人に限定してください。 
  • 暗い環境でのレーザ使用は避けてください。 
  • 光出力コネクタにカップリング・ファイバーまたは同等のものが取り付けられていない状態でレーザを有効にしないでください。 
  • レーザの使用者は、レーザの使用を通知し、レーザエリアを管理する責任があります。

 

保護メガネ

レーザ安全眼鏡には、光学密度と波長カバー範囲の両方が表示されています。光学密度(OD)は、レーザ安全眼鏡を選択する際に非常に関心の高いパラメータです。 光学密度の計算式を以下に示す。

光学密度=-1(光透過率)

Tl= 10 - OD

上記の式を使用すると、外径が大きくなるごとに保護性能が10倍(レーザ透過率が10倍)向上することがわかります。 IPGフォトニクスは、アイウェアの必要性を評価する際に、レーザシステムのエンドユーザーが特定のアプリケーションを検討することを推奨します。 最終用途に関連する潜在的な危険性を理解することが重要です。

IPGフォトニクスでは、レーザの設置や使用に際し、地域、州、連邦、政府からの要求事項、施設や建物に関する要求事項を調査することを推奨しています。

 

追加情報

レーザ安全に関する追加情報については、以下のリストを参照してください:

レーザ・インスティテュート・オブ・アメリカ(LIA)
13501 Ingenuity Drive, Suite 128
Orlando, Florida 32826
電話:407.380.1553, Fax: 407.380.5588
Toll Free: 1.800.34.LASER
https://www.lia.org/

米国規格協会
ANSI Z136.1 - 2000、レーザの安全使用のための米国国家規格
(LIA を通じて入手可能)

国際電気技術委員会
IEC 60825-1, Edition 1.2, 2001-08
レーザ製品の安全性 -
Part 1: 機器の分類、要求事項、ユーザーズガイド
(LIA から入手可能)

レーザ安全機器
ローリン出版
レーザ安全機器とバイヤーズガイド