激光的安全和防护

。激光的安全与防护，上海激光技术研究所，上海测试中心，中国，激光工业测试点，2008年9月。前言激光产品分类、激光辐射危害、各种适用标签的选择和使用以及个人安全防护设备的警示标志符合国家标准。前言。主要有四种类型的激光产生介质，固体(晶体、玻璃等)。)、气体(原子气体、离子气体、分子气体)、液体(有机或无机液体)和半导体。这些激光介质发射的激光覆盖了大部分电磁波范围，从远紫外(100纳米)波段到远红外(10毫米)波段。与普通光相比，激光具有几个重要的特性：单色性、相干性、亮度和方向性。国际电工委员会：制定和管理国际激光安全标准。美国：美国国家标准协会(ANSI)激光安全委员会制定Z136-2000标准中国：a)激光产品辐射安全：GB7247.1-2001b)激光防护设备安全标准：GB18151-2000c)激光安全标记标准：GB18217-2000d)激光作业领域安全标准：GB10435-1989e)军用激光安全标准共45项，-分类在正常运行条件下，它不会造成危害，一般没有必要采取预防措施。例如，激光打印机等。激光产品分类，激光产品分类(GB 7247.1-2001)2)2级激光：功率为(0.1-1)mW，仍处于小功率范围，可用肉眼观察。其输出剂量不超过1类激光源的最大允许辐射剂量。虽然这不是绝对安全的，但眼睛在长时间观看这种激光源后会自动变得厌烦(眨眼)并保护自己。例如，用于游戏的：激光枪、激光棒和条形码扫描仪等。激光产品分类，激光产品分类(GB 7247.1-2001)3A)3A类激光器：其连续波输出功率达到(1-5)mW，通常应采取保护措施。在其工作区域和激光源本身应悬挂相应的警告标志。此外，光学仪器对这种激光源的直视会对眼睛造成伤害，还应加强保护。例如，激光棒和线性校准仪器。激光产品分类，激光产品分类(GB 7247.1-2001)3B)3b类激光器：其输出功率为(5-500)mW，直接靠近此类激光源对人体有害；这种激光源可以通过漫反射镜在150毫米以上的距离观察到。观察少于10秒是安全的。应为此类激光源设置警告标志。例如，用于物理治疗的：激光治疗仪等。激光产品分类，激光产品分类(GB7247.1-2001)4种激光器：激光输出功率大于0.5W，即使通过漫反射也可能造成伤害，灼伤皮肤并点燃可燃材料。用户在操作这种激光源时应该非常小心。这些激光源应带有明显的警告标志。例如，高功率激光性能机、激光工业加工机等。激光辐射的危害：激光产品受控受激辐射产生的波长为180纳米至1毫米的所有电磁辐射。最大允许暴露量(MPE):在正常情况下，当人体受到激光照射时，不会造成不良后果的激光辐射水平。a)激光输出功率或能量；b)激光辐射的波长；c)激光照射时间；d)激光束尺寸等。眼睛的标称有害距离(NOHD):光束照射量等于相应角膜的最大允许照射量的距离。激光辐射的危害，强激光辐射：扰乱人体生物钟，产生头痛、疲劳、记忆力衰退、兴奋、心悸、心律不齐、血压失调等症状。对大脑和神经系统的影响：松果体素减少和节律紊乱。破坏细胞膜，影响儿童发育和生殖系统。直接激光辐射：对视力的永久性损伤，甚至失明。直接激光辐射：灼伤人的皮肤(尤其是紫外线至蓝色波长)。激光辐射的危害，激光辐射对生物组织的基本影响眼紫外线辐射(180纳米-280纳米):光性角膜炎紫外线辐射(280纳米-315纳米):光性角膜炎紫外线辐射(315纳米-400纳米):光化学反应可见光(400纳米-700纳米):光化学和热效应引起的视网膜损伤红外线辐射(700纳米-1400纳米):白内障，视网膜烧伤红外线辐射(1400纳米-3000纳米):白内障，水分蒸发，视网膜损伤光敏，皮肤灼伤紫外线辐射A(315纳米-400纳米):暗，光敏，皮肤灼伤可见(400纳米-700纳米):暗，光敏，皮肤灼伤红外线辐射A(700纳米-1400纳米):皮肤灼伤红外线辐射B(1400纳米-3000纳米):皮肤灼伤红外线辐射C(3000纳米-1毫米):皮肤灼伤，-激光辐射的危害、激光辐射对眼睛的危害、不同激光波长对眼睛的危害a)可见光激光器：折射介质(角膜、房水、晶状体)对可见光谱的激光透射率高(400纳米-700纳米),吸收率低。造成视网膜和脉络膜损伤。近红外和远红外激光：1064纳米激光(钇铝石榴石、钕玻璃)能量损伤半折射介质和半视网膜。角膜可以完全吸收10600纳米的辐射(CO2激光)。c)紫外线激光：随着波长的缩短，眼睛折射介质的透射率迅速降低，并被角膜吸收，导致角膜炎和结膜炎。激光辐射的危害，激光辐射对眼睛瞳孔大小和损伤程度的危害：a)瞳孔缩小可以减少进入眼底的激光量。b)瞳孔越大，进入眼睛的激光量越大，眼底损伤越严重且不可逆。在黑暗的房间里，瞳孔会扩大。在这样的环境下，激光使用者必须小心保护他们的眼睛。因此，当眼睛的瞳孔达到最大值时，尽管进入的光量很小，但也最有可能损害眼睛的视网膜。除了减少进入瞳孔的光量之外，瞳孔外的激光量可以被虹膜吸收，并且热量可以从虹膜的微血管扩散和传递。d)当普通人的眼睛处于黑暗环境中时，瞳孔直径为7-8毫米，在可见的强光下可以减小到只有1.5毫米，白天瞳孔直径通常约为2-3毫米。因此，最大瞳孔和最小瞳孔之间的光透射面积相差20倍以上。激光辐射的危害，激光辐射对眼睛的危害激光入射角与眼睛损伤的关系：激光与视轴不同步，偏离角度越大，视网膜损伤越轻，虹膜可以阻挡偏离的激光而不进入眼底。因为视网膜中央凹在视觉功能中起着非常重要的作用，并且这部分最容易受到损害，所以直视激光束的风险比以偏离视轴的角度进入眼睛的风险大得多，必须绝对避免这种风险。激光辐射的危害，激光辐射对眼睛的危害眼底色素的量与激光损伤的程度有特定的关系：色素组织很容易吸收激光能量，因此色素的量直接影响激光对视网膜的损伤程度。肤色深度和眼底色素之间存在正相关。如果肤色较重，眼底色素含量也较高。对于皮肤白皙的人来说，眼底的色素含量相对较少。激光辐射对皮肤的伤害比激光对眼睛的伤害轻得多。激光对皮肤的损伤程度与激光照射剂量、激光波长、皮肤颜色深度、组织水分和角质层厚度等因素有关。前三个因素是主要的。激光辐射的损伤，激光辐射对皮肤的损伤激光剂量与皮肤损伤程度的关系：a)激光对皮肤损伤的机理主要是激光的热效应。b)用于照射皮肤的激光功率密度(或能量密度)越大，对皮肤的损伤越大，具有正相关比率。c)皮肤吸收超过安全阈值的激光能量后，受照射部位的皮肤会随着剂量的增加依次出现热致红斑、水泡、凝固和热致碳化、沸腾、燃烧和热致汽化。d)皮肤对10.6m波长的红外激光具有高吸收率和低透射率，皮肤强烈吸收CO2激光，导致皮肤局部温度迅速升高，极易造成伤害。激光辐射的危害、激光辐射对皮肤的危害、激光波长与皮肤损伤程度的关系：a)红外激光对皮肤的主要影响是热烧伤。当这种激光照射皮肤时，当功率相对较小时，毛细血管扩张，皮肤变红变热。随着激光功率密度的增加，热损伤的程度也增加。b)紫外激光对皮肤的作用主要是光的作用，当紫外激光照射皮肤时，会引起皮肤的红斑和老化，过度则会导致严重的癌变。对皮肤危害最大的紫外线波长为270 290纳米，波长大于或小于270 290纳米的紫外线的危害程度相对降低。激光辐射的危害皮肤越黑，皮肤细胞中的黑色素颗粒就越多。颜料粒子能把各种波长的激光能量转换成热能。吸收激光能量后，局部形成热源，并迅速扩散周围的热能，从而导致细胞和组织损伤和死亡。皮肤中黑色素颗粒越多，形成的热源就越多，光能转化为热能的效率就越高，导致蛋白质凝固变性率和细胞死亡率更高。肤色越浅，伤害越小。使用激光产品时伴随的激光辐射和其他空气污染的危害：激光加工产生的目标气化产品和反应产品(戴口罩)。伴随的辐射危害：闪光灯等泵浦源引起的紫外线、可见光和红外线辐射。电气危害：激光电源，有些可以达到数万伏。低温制冷剂：低温液体引起的皮肤烧伤；材料处理：废气和飞溅。其他危险：高功率激光系统的电容器组和光泵系统的爆炸危险。激光安全防护措施、工程和技术要求保护罩：每个激光产品必须配备保护罩，以防止人员接触超过1级的激光辐射。挡板和安全联锁：可达到的排放水平不低于给定类别的可达到排放限值AEL值。激光产品需要安全联锁。安全联锁的设计必须能够防止挡板移开。钥匙控制器：属于3B和4类的任何激光系统必须配备钥匙控制器，这是指由钥匙操作的主开关。钥匙必须是可移动的，并由一个特殊的人保管。钥匙也可以是磁卡或密码系统。4种激光产品应采用遥控操作，防止工人直接进入激光辐射区。激光安全防护措施，工程技术要求激光辐射发射警告：辐射发射警告应为听觉或视觉。光束终止器或衰减器：光束终止器或衰减器应能防止人员接触超过标准的激光辐射。控制装置：每个激光产品必须配备一个控制装置，以确保在调整和使用过程中不会暴露在标准中规定的激光辐射下。伴随辐射要求：在正常情况下，激光产品的保护罩应能防止伴随辐射(如紫外线、可见光和红外线)的危害。激光用户的安全保护措施用户通常可以根据制造商提供的激光产品类别对激光设备进行分类，从而避免所有测量。如果有大于3A级的激光设备，应指定一名激光安全员。3B级或4级激光器应使用可靠的防护外壳，防护外壳的活动部分或检修接头应贴有警告标志。激光安全防护措施人员培训：激光操作人员的教育和培训。a)熟悉激光系统的整个工作过程；b)做好个人防护工作；c)正确执行危险控制程序；d)正确使用警告标志；e)建立事故报告程序；f)了解激光对眼睛和皮肤的生物影响；激光安全防护措施；用户安全防护措施；工程和技术管理；a)激光的管理和使用必须由专业(专业)人员进行，未经培训和教育的人员不得擅自开启激光的使用。b)在激光设备的触发系统上安装一个联锁钥匙开关，确保只有用钥匙打开联锁开关后才能启动，拔出钥匙后不能启动。c)放置激光器的房间应该有明亮的光线。在明亮的光环境中，当激光束进入眼睛时，眼睛的瞳孔变窄以防止传输到视网膜的光量减少。d)对于放置激光器的高度，当正常人站立或坐着时，激光束路径应避开眼睛的水平位置，并且眼睛的视轴不能平行于光出口。激光器的安全保护措施用户安全保护措施应严格控制激光器a)激光束不允许瞄准人体，尤其是眼睛，在储存激光束的激光室内。因为激光对眼睛的损伤极难恢复，所以这是永久性损伤。b)在启动激光器之前，必须警告现场人员可能存在的危险，并佩戴护目镜。c)用强激光在工作区内外的明显位置和激光实验室门上张贴危险标记。激光安全保护措施，用户安全保护措施激光控制区域a)激光设备必须仅用于特定区域。b)根据一般要求设置防护装置和安全弹簧锁和联锁装置，以确保外人和未受保护的人员不允许进入控制区域。即使门意外打开，激光的激发也可以立即停止。c)房间不应该是透明的，以防止有害的激光束泄漏出去。与此同时，设置了一个紧急开关，以便激光器在有危险时停止发射。d)不要在激光系统周围放置任何有镜面反射的物体。e)严禁与工作无关的人员进入激光控制区。激光安全保护措施用户安全保护措施调试激光器a)调试激光器的光学系统时，采取严格的保护措施，以确保人眼不受原始激光束和镜面反射光束的照射。也就是说，视轴与原始光束和镜面反向光束不同轴。b)用于调试激光器的光学元件，如反射镜、透镜和分光镜，应尽可能牢固地安装。c)对于3B级激光器，激光束的末端应尽可能在漫反射材料中终止，以将反射危险降至最低。d)对于4类激光器，必须提供合适的光束终结器，最好是完全冷却的金属或石墨靶。激光安全保护措施用户安全保护措施用光学仪器观察激光束a)用光学仪器如双筒望远镜、显微镜和望远镜观察激光束大大增加了激光损伤眼睛的可能性。b)不使用此类光学仪器时，必须进行严格的安全计算，必须添加过滤器和适当的联锁保护设备，以确保人眼暴露低于激光的安全标准值。激光安全防护措施、用户安全防护措施室外和在建激光设施的安全要求A)在激光工作场所设置明显的警示安全标志。b)在激光器的末端应该有一个光路终止器。c)激光光路应设置在人眼上方或下方