Классификация лазеров по степени опасности

Определение класса лазера основано на сравнении его выходной энергии (мощности) и допустимых пределов излучения при однократном воздействии генерируемого излучения. Под однократным воздействием лазерного излучения понимается случайное воздействие с длительностью, не превышающей 310⁴ с.

По степени опасности лазеры согласно ГОСТ Р 50723-94 и «Санитарным нормам и правилам устройства и эксплуатации лазеров» № 5804-91 подразделяются на четыре класса:

1-й класс - выходное коллимированное излучение не представляет опасности для глаз и кожи, т.е. лазерные изделия безопасны при предполагаемых условиях эксплуатации;

2-й класс - выходное излучение (в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм) представляет опасность при облучении глаз коллимированным пучком. Защита глаз помимо изложенных ниже, обеспечивается естественными реакциями, включая рефлекс мигания;

3-й класс - выходное излучение представляет опасность при облучении глаз коллимированным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности, и (или) при облучении кожи коллимированным излучением. Класс 3 согласно ГОСТ делится на два класса: 3А и 3В. Непосредственное наблюдение пучка, испускаемого лазерными изделиями класса 3А с помощью оптических инструментов, может быть опасным. Непосредственное наблюдение же лазерного излучения изделий класса 3В всегда опасно;

4-й класс - выходное излучение представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности. Такие лазерные изделия создают опасное рассеянное излучение.

Классификация лазеров проводится по выходным характеристикам излучения расчетным методом согласно ГОСТ Р 50723 – 94 в соответствии с табл. 1 (приведены расчетные соотношения для непрерывного лазерного излучения видимого диапазона). При этом лазерное изделие относится к конкретному классу опасности, если лазерное излучение, проходящее через апертуру, превышает допустимый предел излучения (ДПИ) для всех более низких классов, но не превышает ДПИ для класса, к которому изделие отнесено.

Таблица 1 - Допустимые пределы излучения для лазерных изделий при длительности воздействия t=0,25 – 10 с на длинах волн 400 – 700 нм.

Класс опасности лазера	ДПИ
1	, Дж
2	, Вт
3А	, Вт
3В	0,5 Вт

Примечание. для ; для . мрад для и мрад для .

Угловой размер источника излучения определяется по формуле

,

(1)

где S – площадь источника излучения (лазерного луча),

R – расстояние от точки наблюдения до источника,

- угол между нормалью к поверхности источника и направлением визирования.

Под апертурой r понимается отверстие в защитном кожухе лазера, через которое испускается лазерное излучение. Практически апертура составляет величину в единицы миллиметров. В «Правилах» предельно допустимые уровни излучения приводятся для апертур м и для м.

Площадь источника S = .

Таблица 2 - Соотношения для предельно допустимого уровня энергии излучения

Длина волны , нм	Длительность Облучения t, с	WПДУ , Дж
380–600 600–750 750–1000 1000–1400	t 2,3 10-11 2,3 10-11– 5,0 10-5 5,0 10-5– 1,0 t 6,5 10-11 6,5 10-11 –5,0 10-5 5,0 10-5 –1,0 t 2,5 10-10 2,3 10-10 –5,0 10-5 5,0 10-5 – 1,0 t 10-9 10-9 – 5,0 10-5 5,0 10-5 –1,0	10-3 5,9 10-5 1,6 10-7 1,2 10-4 4,0 10-7 3,0 10-4 10-6 7,4 10-4

Примечание. Длительность воздействия меньше 1 с. Ограничивающая апертура 7 10^-3м.

Степень опасности лазерного излучения для персонала связана с уровнем излучения на рабочем месте. При превышении предельно допустимых уровней лазерного излучения следует применять комплекс защитных мероприятий для данного класса опасности лазера. Под предельно допустимым уровнем (ПДУ) лазерного излучения при однократном воздействии понимается уровень излучения, при воздействии которого существует незначительная вероятность возникновения обратимых отклонений в организме работающего. ПДУ лазерного излучения при хроническом воздействии (систематически повторяющееся воздействие, которому подвергаются люди профессионально связанные с лазерным излучением) – уровень излучения, воздействие которого при работе установленной продолжительности в течение всего трудового стажа не приводит к травме, заболеванию или отклонению в состоянии здоровья работающего в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Таблица 3 - Соотношения для предельно допустимого уровня мощности излучения

Длина волны , нм	Длительность Облучения t, с	PПДУ , Вт
380– 500 500–600 600–700 700–750 750–1000 1000–1400	1,0 –5,0 102 5,0 102 – 104 t 104 1,0 – 2,2 103 2,2 103 –104 t 104 1,0 – 2,2 103 2,2 103 – 104 t 104 1,0 --104 t 104 1,0 –104 t 104 1,0 – 104 t > 104	6,9 10-5 / 3,7 10-3 / t 3,7 10-7 5,9 10-5 / 10-2 / t 10-6 1,2 10-4 / 2,0 10-2 / t 2,0 10-6 1,2 10-4 / 5,5 10-6 3,0 10-4 / 1,4 10-5 7,4 10-4 / 3,5 10-5

Примечание. Длительность воздействия больше 1 с. Ограничивающая апертура 7 10^-3м.

Предельно допустимые уровни энергии W_ПДУ, мощности P_ПДУ или экспозиции H_ПДУ, а также облученности E_ПДУ при воздействии на глаза коллимированного лазерного излучения (прямого и зеркально отраженного пучка) в диапазоне от 380 до 1400 нм при однократном облучении глаз определяются по соотношениям, приведенным в табл. 2 для W_ПДУ и табл. 3 для P_ПДУ. Однако, как было указано выше, класс опасности лазера рассчитывается по соотношениям, приведенным в табл.1.

Для определения предельно допустимых значений W_ПДУ и P_ПДУ коллимированного или рассеянного лазерного излучения при хроническом воздействии на глаза необходимо уменьшить в 10 раз соответствующие предельные значения для однократного воздействия.

Если источником неколлимированного (рассеянного или диффузно отраженного) излучения является протяженный объект, то предельно допустимые значения энергии W_ПДУ и мощности P_ПДУ зависят от видимого углового размера этого источника.