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激光安全

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光纤激光器用户的基本实践

IPG Photonics 向系统集成商以及终端用户直接提供我们独特的光纤激光器和放大器产品。由于 IPG 为各种终端用户提供产品,因此我们希望提供有关激光安全的基本信息。  
 
本信息是为我们的现有客户和潜在客户提供的一项服务。有关激光安全的其他信息来源,请参阅本节末尾的链接。 
 
激光/放大光源产生的光在自然界中并不存在:高强度的光等刺激被输入激光腔,结果是激光发射或光输出。虽然输出的是光,但它与太阳光或灯泡有很大不同。因此,由于激光/放大光具有特殊性质,在操作过程中经常会出现危险,在维修过程中也可能出现危险。激光/放大光源能产生人眼可见或不可见的高强度单色光,而且具有相干性,这意味着所有的光波都相位一致。相干性使这种光比相同波长和强度的非相干光更危险。准直光束或光束在离开设备光圈时不会迅速发散,即使在距离光圈很远的地方也有危险。

 

 

危险

在考虑激光危害时,常见的关注点通常是眼睛。下面的信息不仅涉及与眼睛有关的危害,还涉及使用激光产品时可能存在的其他危害。

IPG 的二极管激光器工作波长在 980 纳米范围内,镱激光器和放大器工作波长在 1060 纳米左右,拉曼激光器和放大器工作波长在 1400 纳米左右,铒激光器和放大器工作波长在 1550 纳米左右,铥激光器和放大器工作波长在 2000 纳米左右。IPG 还提供波长低于 980nm 的激光器。

眼睛危害

 

激光照射会对眼睛造成伤害。激光会对眼睛造成不同程度的伤害,具体取决于用户可能接触到的波长和输出功率:

  • 可见光(400 至 700 纳米)和近红外线(IR-A,700 至 1400 纳米)光束可以穿透眼睛,从而对视网膜、视神经和眼睛的中央部分造成不可逆的伤害。 通常情况下,人眼可以分辨波长范围在 400 到 700 纳米(紫到红)的光。不幸的是,眼睛也会允许波长超过 1400 纳米的光线穿透,但仍然会对视网膜和视神经造成严重的伤害。
  • 除近红外,其他波长的隐形光束也会对眼睛外部造成伤害。紫外线辐射(180 至 400 纳米)可造成角膜损伤和晶状体损伤。中红外线辐射(IR-B,1400-3000 纳米)有可能穿透眼球表面,造成视力损伤。 远红外线(IR-C,3000 纳米至 1 毫米)会损伤外表面或角膜。
  • 用户应预料到不同角度会出现辅助光束。次光束可能位于或靠近工作表面。这些光束是主光束从不同表面产生的镜面反射。虽然这些次光束的功率可能小于激光发射的总功率,但其强度可能大到足以对眼睛造成伤害。在安装激光系统时应考虑到这一点。

 

其他危害

  • 激光系统可能会伤害皮肤;损害的可能性和严重程度与波长和功率有关。
  • 有些激光系统是重型设备的组成部分,在操作时应高度注意操作人员和激光区域内的其他人。
  • 有些激光器的功率足以烧毁衣物、纸张或点燃溶剂和其他易燃物质。使用激光系统时必须考虑到这一点。
  • 使用高功率激光时,可能会出现热的或熔化的金属碎片。如果应用中产生碎片,请务必小心。

 

电气危险

  • 激光产品使用的电压(交流和直流)通常很高。 应将所有电缆和接头视为有害水平。电缆、连接器或设备外壳的所有部件都应视为危险部件。

 

激光分类

除了上述有关安全的信息外,下面还简要介绍了激光系统的分类。激光系统是根据终端用户 在操作过程中可能暴露的波长和输出功率进行分类的。这也可以说是激光系统的潜在危害。分类由发射波长、输出功率和光束特性决定。

激光等级从第 1 级开始,到第 4 级结束。分类中的数字越高,激光系统的潜在危险就越大。这些激光分类标识在激光系统上,通常使用罗马数字来标识等级编号。识别过程是通过在产品上粘贴标签来完成的。除了文字警告外,这些标签还包括与波长、总输出功率和激光分类有关的信息。

一级 

1 类激光系统是本质安全的。在正常工作条件下,这些激光器不会对健康造成潜在危害。特殊的设计考虑是为了防止人体在操作过程中接触到激光辐射。 

二级

2 级激光系统是低功率、可见光激光。眼睛因厌恶强光而产生的自然眨眼反射会保护使用者。如果长时间直接观看,会有一些潜在的危险。2 级激光必须贴有 "注意 "标签。 

第三类

3a 级激光系统也需要有 "注意 "标签,在某些情况下还需要有 "危险 "标签。如果只是瞬间观察,光反射应能保护用户。如果在光学校准过程等情况下使用采集光学镜进行观察,则可能存在危险。

3b 级激光系统在直接观看或观看辅助光束时可能会产生危险。通常情况下,这些激光器不会从无光泽表面产生危险反射。这些系统都贴有 "危险 "标签,虽然可能对眼睛造成伤害,但起火或伤害皮肤的风险很低。建议在使用这些激光器时佩戴激光防护眼镜。 

四级

4 级激光系统对眼睛和皮肤都有危害。这种危害可能来自直接反射、二次反射和漫反射。所有 4 级激光系统都贴有 "危险 "标签。4 级激光还会损坏激光区域内或周围的材料,并点燃易燃物质。使用这些激光时必须佩戴激光防护眼镜。

 

使用激光时的注意事项

IPG Photonics 为终端用户提供 3b 级和 4 级激光器和激光系统。下面列出了激光用户或潜在用户在使用激光系统时应考虑的事项。 

  • 在使用产品之前,请花时间阅读并理解《用户指南》,并熟悉其中提供的操作和维护说明。如果有任何疑问或不明白的地方,请及时与制造商联系。 
  • 在启用激光发射之前,该区域内的所有操作人员都必须佩戴适当的激光防护眼镜。这包括不直接使用激光系统的操作人员。 
  • 开机时切勿直视激光输出端口。 
  • 将激光器和与激光器一起使用的所有光学元件设置在远离视线的位置。 
  • 激光激活时,请勿安装或终止光纤或准直器。 
  • 在对输出进行操作(如将光纤 或准直器安装到夹具上等)时,请务必关闭激光器。如有必要,在低输出功率下对准输出,然后逐步提高输出功率。 
  • 激光与加工材料之间的相互作用也会产生高强度的紫外线和可见光辐射。 
  • 确保激光防护罩到位,以防止可见辐射对眼睛造成伤害。确保工作面通风良好。激光与工作表面相互作用产生的气体、火花和碎片会带来额外的安全隐患。 
  • 在有门锁控制的房间内使用激光。张贴警告标志。在操作激光器时,只有接受过激光安全培训的人员进入该区域。 
  • 避免在黑暗环境中使用激光。 
  • 如果光学输出连接器上没有耦合光纤 或类似装置,请勿启用激光器。 
  • 激光操作员负责通知激光使用情况并控制激光区域。

 

防护眼镜

激光防护眼镜标有光学密度和波长覆盖范围。在选择激光防护眼镜时,光学密度(OD)是一个非常重要的参数。 光密度的计算公式如下。

光密度 = -1(透光率)

Tl= 10 - OD

利用上面的公式可以看出,外径每增加 10 倍,保护效果就会增加 10 倍(激光传输减少 10 倍)。 IPG Photonics 建议终端用户 ,在评估眼镜要求时,应审查激光系统的特定应用。 重要的是要了解与用途相关的或由用途导致的潜在危害。

IPG Photonics 建议激光用户在安装或使用激光或激光系统时,调查当地、州、联邦或政府的任何要求以及设施或建筑要求。

 

其他信息

有关激光安全的其他信息,请参阅下面的列表,其中包含一些可用信息:

美国激光学会 (LIA)
13501 Ingenuity Drive, Suite 128
Orlando, Florida 32826
Phone:407.380.1553, 传真:407.380.5588
免费电话:1.800.34.LASER
https://www.lia.org/

美国国家标准学会
ANSI Z136.1 - 2000,美国安全使用激光国家标准
(可通过 LIA 获取)

国际电工委员会
IEC 60825-1,1.2 版,2001-08
激光产品的安全 -
第 1 部分:设备分类、要求和用户指南。
(可通过 LIA 获取)

激光安全设备
Laurin Publishing
激光安全设备和购买指南