Katedra i Klinika Okulistyki, I Wydział Lekarski Akademii Medycznej

w Warszawie

Kierownik: Prof. dr hab. med. Dariusz Kęcik

Jan Kasprzak

Bezpieczeństwo pracy z

laserami

LASER

(

ight

mplification by

timulated

missin of

adiation)

- wzmocnienie światła przez

wymuszoną emisję

promieniowania

Zasada emisji wymuszonej

Zaburzenie

wymuszające

Promieniowanie
wymuszone

Fotony wymuszający i wymuszony mają identyczne

parametry

Czynnik wzbudzający

przejście bezpromieniste

akcja laserowa

INWERSJA OBSADZEŃ

Poziom metatrwały

GROMADZENIE ENERGII NA POZIOMACH METATRWAŁYCH

REZONATOR

- WZMOCNIENIE PROMIENIOWANIA

O OKREŚLONEJ DŁUGOŚCI FALI

W OKREŚLONYM KIERUNKU

rezonator

układ pompujący

ośrodek czynny

z inwersją obsadzeń

lostro

odbijające

lostro

z transmisją

Przykładowa konstrukcja lasera na ciele

stałym

Wysoki stopień monochromatyczności

Wysoka spójność czasowa i przestrzenna

Wysoki stopień kolimacji

Duże natężenia promieniowania

Nowe techniki sterowania umożliwiające

generację bardzo krótkich impulsów

Konstrukcja lasera umożliwia

koncentrację energii

w przestrzeni, czasie i długości fali

promieniowania

Cechy promieniowania laserowego

Wysoki stopień monochromatyczności

Wysoka spójność czasowa i przestrzenna

Wysoki stopień kolimacji

Duże natężenia promieniowania

Nowe techniki sterowania umożliwiające

generację bardzo krótkich impulsów

Konstrukcja lasera umożliwia

koncentrację energii

w przestrzeni, czasie i długości fali

promieniowania

Cechy promieniowania laserowego

EFEKT BIOLOGICZNY

WYŁĄCZNIE W WYNIKU

POCHŁANIANIA ENERGII

WŁAŚCIWOŚCI TKANEK WPŁYWAJĄCE

NA ZAGROŻENIE PROMIENIOWANIEM

LASEROWYM

ROZPRASZANIE

POCHŁANIANIE

TRANSMISJA

ODBICIE NA POWIERZCHNIACH GRANICZNYCH

555nm

Koagulator

półprzewodnikowy

Koagulator

argonowy

EFEKT BIOLOGICZNY ZALEŻNY JEST

OD GĘSTOŚCI ENERGII POCHŁONIĘTEJ W

TKANCE

CW: moc pochłonięta, średnica ogniska i czas ekspozycji

Impulsowy: energia pochłonięta w impulsie, liczba impulsów i

średnica ogniska

Laser CW: wpływ zawartości wody na zmiany temperatury od

czasu ekspozycji

Fotokoagulacja

laser argonowy

II harmoniczna ND:YAG

z przetwornikiem akusto

optycznym

ND:YAG łączenie tkanek

Fotoablacja

(laser ekscimerowy 193nm)

Lasery impulsowe

oddziaływanie fotoakustyczne z

przełamaniem optycznym

Czas trwania impulsu 10

-8

do 10

-9

Chwilowa gęstość mocy 10

do 10

W/cm2

Pola elektryczne 10

V/cm

Przyczyny wzrostu ciśnienia

( atmosfery )

Formowanie plazmy

1000 – 2000

Rozproszenie Brillouina (fononowe)

50 –

100

Waporyzacja

100

Termiczna ekspansja

100

Elektrostrykcja

0,01 – 100

Ciśnienie promieniowania

0,01

Działanie fotoakustyczne z przełamaniem optycznym

( laser Nd:YAG Q – switch )

Ośrodki przezierne dla niewielkich gęstości mocy

stają się nieprzeźroczyste dla impulsów

gigantycznych

Działanie fotoakustyczne bez przełamania optycznego

Laser

erbowy

generacja

swobodna

Q -switch

Drążenie z wykorzystaniem lasera erbowego Q -

switch

Zagrożenia powodowane promieniowaniem

laserowym

Poziom promieniowania laserowego nie

powodujący obrażeń

określany jest jako Maksymalna Dopuszczalna

Ekspozycja MDE

Inne zagrożenia

Zagrożenia elektryczne

Zagrożenia od par i gazów

Zagrożenia pożarowe lub wybuchowe

Zagrożenia innym promieniowaniem

Wartości MDE są odniesione do:

- długości fali promieniowania

- czasu trwania impulsu i czasu ekspozycji

- rodzaju tkanki narażonej na obrażenie

- rodzaju ekspozycji (wiązka padająca bezpośrednio

lub

promieniowanie rozproszone)

- rozmiaru obrazu na siatkówce oka w przypadku

promieniowania

widzialnego i bliskiej podczerwieni.

Wartości MDE są ustalane poniżej znanych

poziomów zagrożeń, oparte są na informacjach z

badań doświadczalnych.

Wartości te nie definiują precyzyjnie granicy

oddzielającej poziom bezpieczny od

niebezpiecznego i powinny być uważane jedynie za

wskazówki przy kontroli ekspozycji.

Dyrektywa 2006/25/EC Parlamentu Europejskiego i Rady

w sprawie minimalnych wymagań w zakresie ochrony

zdrowia i bezpieczeństwa, dotyczących narażenia

pracowników na ryzyko spowodowane czynnikami fizycznymi

(sztucznym promieniowaniem optycznym), jest w trakcie

wdrażania do polskiego systemu prawnego.

(Na podstawie informacji Departamentu Prewencji i

Promocji GIP IP 11-12/2007)

Podział laserów i urządzeń laserowych na klasy

( PN-EN 60825-1:2005)

Lasery, które są bezpieczne w racjonalnie przewidywalnych

warunkach pracy.

Lasery emitujące promieniowanie w zakresie długości fali od

302,5 nm – 4000 nm, które są bezpieczne w racjonalnie

przewidywalnych warunkach pracy, ale mogą stanowić

zagrożenie przy obserwacji przez przyrządy optyczne.

Lasery emitujące promieniowanie widzialne w zakresie długości

fali od 400 nm do 700 nm, gdzie ochrona oka jest w naturalny

sposób zapewniona przez reakcje awersyjne, łącznie z odruchem

mrugania.

Lasery emitujące promieniowanie widzialne w zakresie długości

fali od 400 nm do 700 nm, gdzie ochrona oka jest w naturalny

sposób zapewniona przez reakcje awersyjne, łącznie z odruchem

mrugania. Jednak patrzenie w wiązkę może stanowić zagrożenie

przy obserwacji przez przyrządy optyczne.

Lasery emitujące promieniowanie w zakresie długości fali od

302,5 nm do 106 nm, potencjalnie zagrażające przy

bezpośrednim patrzeniu w wiązkę.

Lasery niebezpieczne przy bezpośrednim patrzeniu w wiązkę (w

zakresie nominalnej odległości zagrożenia wzroku). Patrzenie

na odbite promieniowanie rozproszone jest zazwyczaj

bezpieczne.

Lasery bardzo niebezpieczne, wytwarzające zagrożenie także

przy odbiciach rozproszonych. Mogą powodować obrażenia

skóry i zagrożenie pożarem. Ich stosowanie wymaga

ekstremalnej ostrożności.

Klas

Nowy podział

Klas

Stary podział

Lasery, które są bezpieczne w racjonalnie

przewidywalnych warunkach pracy.

Lasery, które są bezpieczne w racjonalnie

przewidywanych warunkach pracy

Lasery emitujące promieniowanie w zakresie

długości fali od 302,5 nm – 4000 nm, które są

bezpieczne w racjonalnie przewidywalnych

warunkach pracy, ale mogą stanowić

zagrożenie przy obserwacji przez przyrządy

optyczne.

Lasery emitujące promieniowanie widzialne w

zakresie długości fali od 400 nm do 700 nm,

gdzie ochrona oka jest w naturalny sposób

zapewniona przez reakcje awersyjne, łącznie z

odruchem mrugania.

Lasery emitujące promieniowanie widzialne w

zakresie długości fal od 400 nm do 700 nm.

Ochrona oka jest zapewniona w sposób

naturalny przez instynktowne reakcje

obronne, w tym odruch mrugania oka

Lasery emitujące promieniowanie widzialne w

zakresie długości fali od 400 nm do 700 nm,

gdzie ochrona oka jest w naturalny sposób

zapewniona przez reakcje awersyjne, łącznie z

odruchem mrugania. Jednak patrzenie w

wiązkę może stanowić zagrożenie przy

obserwacji przez przyrządy optyczne.

Lasery emitujące promieniowanie w zakresie

długości fali od 302,5 nm do 106 nm,

potencjalnie zagrażające przy bezpośrednim

patrzeniu w wiązkę.

Lasery bezpieczne przy patrzeniu okiem

nieuzbrojonym. W przypadku laserów

emitujących promieniowanie w zakresie

długości fal od 400 nm do 700 nm ochrona

oka zapewniona jest przez instynktowne

reakcje obronne.

Lasery niebezpieczne przy bezpośrednim

patrzeniu w wiązkę (w zakresie nominalnej

odległości zagrożenia wzroku). Patrzenie na

odbite promieniowanie rozproszone jest

zazwyczaj bezpieczne.

Lasery, które są niebezpieczne podczas

bezpośredniej ekspozycji promieniowania.

Patrzenie na odbicia rozproszone są zwykle

bezpieczne.

Lasery bardzo niebezpieczne, wytwarzające

zagrożenie także przy odbiciach

rozproszonych. Mogą powodować obrażenia

skóry i zagrożenie pożarem. Ich stosowanie

wymaga ekstremalnej ostrożności.

Lasery, które wytwarzają niebezpieczne

odbicia rozproszone. Mogą one powodować

uszkodzenie skóry oraz stwarzają zagrożenie

pożarem. Podczas obsługi laserów klasy 4

należy zachować szczególną ostrożność.

Praca ze światłowodem wymaga szczególnej ostrożności

Z końcówki światłowodu rozchodzi wiązka się stożkowo.

Graniczna odległość przy której zagrożenie już nie występuje

zależna jest od parametrów geometrycznych wiązki

Nominalna odległość zagrożenia wzroku NodZW

odległość, dla której natężenie napromienienia

lub napromienienie = MDE

Wymagania dotyczące urządzeń laserowych

klasy 3B

lub 4

Obudowa ochronna.

Uruchamianie urządzenia kluczem.

Ostrzeganie przed emisją promieniowania

laserowego.

Tłumik wiązki laserowej umożliwiający

przerwanie pracy

Bezpieczne sterowanie

Miernik promieniowania

Wskaźnik miejsca ekspozycji

Blokada gniazd światłowodu

Zapobieganie odbiciom zwierciadlanym

Filtry ochronne w torze obserwacyjnym

Okulary ochronne

Oznakowanie urządzeń i pomieszczeń

laserowych

Szkolenia personelu

Uwaga praktyczna – rozpoczynanie pracy od

ekspozycji z niskimi wartościami mocy lub energii.

KLAS

Tekst polski

Tekst angielski

URZĄDZENIE LASEROWE KLASY 1

CLAS 1 LASER PRODUCT

PROMIENIOWANIE LASEROWE NIE

SPOGLĄDA

BEZPO

REDNIO W WI

PRZEZ PRZYRZ

DY OPTYCZNE

URZ

DZENIE

LASEROWE KLASY 1M

LASER RADIATION

DO NOT VIEV

DIRECTLY WITH OPTICAL

INSTRUMENT

CLAS 1M LASER

PRODUCT

PROMIENIOWANIE LASEROWE NIE

WPATRYWA

W WI

URZ

DZENIE

LASEROWE KLASY 2

LASER RADIATION

DO NOT STARE

INTO BEAM

CLASS 2 LASER

PRODUCT

PROMIENIOWANIE LASEROWE NIE

WPATRYWAĆ SIĘ

W WI

LUB NIE

SPOGL

BEZPO

REDNIO W WI

PRZEZ PRZYRZ

DY OPTYCZNE

URZ

DZENIE

LASEROWE KLASY 2M

LASER RADIATION

DO NOT STARE

INTO THE BEAM OR VIEV DIRECTLY

WITH OPTICAL INSTRUMENTS

CLAS

2M LASER PRODUCT

PROMIENIOWANIE LASEROWE CHRONI

OCZY

URZ

DZENIE LASEROWE KLASY 3R

LASER RADIATION AVOID DIRECT

EYE EXPOSURE

CLAS 3R LASER

PRODUCT

PROMIENIOWANIE LASEROWE UNIKA

ZKI LASEROWEJ

URZ

DZENIE

LASEROWE KLASY 3R

LASER RADIATION

AVOID EXPOSURE

TO BEAM

CLAS 3R LASER PRODUCT

PROMIENIOWANIE LASEROWE UNIKA

ZKI LASEROWEJ

URZ

DZENIE

LASEROWE KLASY 3B

LASER RADIATION

AVOID EXPOSURE

TO BEAM

CLAS 3B LASER PRODUCT

PROMIENIOWANIE LASEROWE CHRONI

OCZY I SK

PRZED PROMIENIOWANIEM

BEZPO

REDNIM LUB ROZPROSZONYM

URZ

DZENIE LASEROWE KLASY 4

LASER RADIATION

AVOID EYE OR

SKIN EXPOSURE TO DIRECT OR

SCATTERED RADIATION

CLAS 4

LASER PRODUCT

Zakres promieniowania

oko

skóra

UV-C (nadfiolet daleki)

100 nm - 280 nm

Uszkodzenie rogówki

Rumień,

działanie

rakotwórcze,

przyspieszone

starzenie

skóry, reakcje

fotoczułe

Oparzenie

skóry

UV-B (nadfiolet średni)

280 nm - 315 nm

UV-A (nadfiolet bliski)

315 nm - 400 nm

Zaćma

(VIS) (zakres widzialny)

400 nm - 700 nm

Fotochemiczne i

termiczne

uszkodzenie siatkówki

Oparzenie

skóry

IR-A (podczerwień

bliska)

700 nm - 1400 nm

Zaćma, termiczne

uszkodzenie siatkówki

IR-B (podczerwień

średnia) 1400 nm –

3000nm (3 µm )

Zaćma, oparzenie

rogówki

IR-C (podczerwień

daleka)

3 µm - 1 mm

Oparzenie rogówki

fala ciągła (CW)–t

≥

0.25 s

200

1000

10000

Lasery ekscimerowe

Laser argonowy

Druga harmoniczna Nd:YAG

Laser diodowy

Laser Nd:YAG

Laser CTH:YAG

Laser Er:YAG

2000

3000

Laser rubinowy

Okulistyczne lasery barwnikowe

Laser HeNe

Rodzaj

promieniowania

Oznaczenie

długości fali

Promieniowanie

nadfioletowe

nadfiolet próżniowy

UV-C (nadfiolet daleki)

UV-B (nadfiolet średni)

UV-A (nadfiolet bliski)

10 nm – 100nm

100 nm - 280

280 nm - 315

315 nm - 400

Promieniowanie

widzialne

VIS

380 nm - 780

Promieniowanie

podczerwone

IR-A (podczerwień

bliska)

IR-B (podczerwień

średnia)

IR-C (podczerwień

daleka)

780 nm - 1400

1400 nm - 3 µm

3 µm - 1 mm

PRZYCZYNY WYPADKÓW PODCZAS PRACY Z LASERAMI

zagrożeń promieniowaniem laserowym

Promieniowanie może być niewidoczne

Może zagrozić z bardzo dużej odległości (wielu

kilometrów)

Skrajnie wysokie moce w impulsach (GW, a nawet PW)

Wiązki wtórne i odbite również stanowią zagrożenie

Wiązka może być rozbieżna, zogniskowana lub

rozproszona, co prowadzi do skomplikowanego

rachunku w celu oceny zagrożenia

Główne zagrożenie oczu w paśmie 0.4 –1.4 μm

Istotne problemy BHP przy obchodzeniu się z

urządzeniami elektrycznymi (napięcia kV) i chemicznymi

–chlorowce (lasery ekscymerowe), ciecze kriogeniczne –

lasery półprzewodnikowe)

produkty obróbki czyli np. pyły pary i gazy

Document Outline

Slide 1
Slide 2
Slide 3
Slide 4
Slide 5
Slide 6
Slide 7
Slide 8
Slide 9
Slide 10
Slide 11
Slide 12
Slide 13
Slide 14
Slide 15
Slide 16
Slide 17
Slide 18
Slide 19
Slide 20
Slide 21
Slide 22
Slide 23
Slide 24
Slide 25
Slide 26
Slide 27
Slide 28
Slide 29
Slide 30
Slide 31
Slide 32
Slide 33