Laser und Augensicherheit

Mit zunehmender Nutzung von Lasern neigen wir dazu, sie für alltäglich zu halten, und wir beginnen zu vergessen, dass diese kleinen, oft unsichtbaren Lichtquellen in der Lage sind, unseren Augen dauerhafte Schäden zuzufügen.

WAS IST DIE GEFAHR?

Die Einwirkung von Laserlicht kann die Augen erheblich schädigen – typischerweise in Form von Verbrennungen und direkter Schädigung der Netzhaut. Traditionelle Augensicherheitsstandards konzentrierten sich nur auf Schäden an der Netzhaut, die zu dauerhaften Verletzungen und Erblindung führen können. Laser mit Wellenlängen von 400 nm bis etwa 1400 nm (1,4 µm) wandern direkt durch die Augenlinse, Hornhaut und Interokularflüssigkeit, um die Netzhaut zu erreichen. Wenn die Laserenergie von der Netzhaut absorbiert wird, kann dies dauerhafte, wenn auch nicht immer sofort erkennbare Schäden verursachen. Sobald ein ausreichend großer Teil der Netzhaut geschädigt ist oder der Sehnerv direkt bestrahlt wird, wird der Sehverlust sichtbar.

LASER VS. ANDERE LICHTQUELLEN

Einer der Gründe, warum Laser so gefährlich sind, ist, dass ihr Licht im Gegensatz zu einer Glühbirne oder der Sonne zu einem kleinen Strahl kollimiert wird. Bei Nicht-Laser-Lichtquellen wird die Energie über eine große Fläche gestreut, bevor sie unsere Augen erreicht (es sei denn, Sie schauen direkt in die Sonne – wovor wir alle gewarnt wurden, da dies auch die Augen schädigt).

Eine weitere Gefahr speziell für Infrarotlaser ist ihre mangelnde Sichtbarkeit. Wir können direkt in den Strahl eines Infrarotlasers blicken und ihn nicht sehen, da seine Wellenlänge für das menschliche Auge einfach nicht sichtbar ist. Unsere natürlichen Instinkte, zu blinzeln und wegzusehen, werden nicht ausgelöst und wir fühlen uns nicht unwohl. Da wir keine natürliche Neigung haben, die Exposition gegenüber infraroter Laserstrahlung zu vermeiden, besteht die Gefahr, dass wir lange genug ausgesetzt sind, um erhebliche Schäden zu verursachen.

1400 NM . EINGEBEN

Laserwellenlängen von mehr als 1400 nm werden in Hornhaut und Linse stark absorbiert, so dass schädliche Energieniveaus die Netzhaut oft nicht erreichen. Laser, die Licht in diesem Bereich unterhalb einer bestimmten Leistungsschwelle erzeugen, sind im Wesentlichen „netzhautsicher“.

Retina-sichere Wellenlängen ermöglichen höhere Belichtungszeiten (längere Belichtungszeit und/oder höhere Leistung), bevor das Auge dauerhaft geschädigt wird. Hornhaut und Linse absorbieren die Laserenergie, wodurch sie sich erhitzen. Typischerweise betrifft die Schädigung (falls vorhanden) bei diesen höheren Wellenlängen die Hornhaut. Die Wärmemenge sowie mögliche Schäden hängen nicht nur von der Wellenlänge, sondern auch von der Leistung, Strahldivergenz, Strahlqualität und Belichtungsdauer ab.

Im Vergleich zu den durch Laser verursachten Netzhautschäden werden die meisten durch Laser verursachten Hornhautverbrennungen schließlich heilen, obwohl sie unglaublich schmerzhaft sein können.

Einer der Vorteile der Laserdioden von SemiNex im Bereich von 1400 bis 1700 nm ist ihre relative Netzhautsicherheit im Vergleich zu Lasern in anderen Wellenlängenbereichen.

VORSICHT IST STILL ERFORDERLICH

Bei der Entwicklung neuer Laseranwendungen, insbesondere für den medizinischen, dermatologischen und militärischen Bereich, liegt ein verstärkter Fokus auf der Vermeidung von Hornhaut- und Netzhautschäden. Es werden Langzeitstudien zu den Auswirkungen von Lasern auf die Augen durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf den langfristigen Auswirkungen der Exposition liegt. Das Auge gleicht oft kleine blinde Flecken aus, so dass Schäden häufig unbemerkt bleiben, bis sie schwerwiegend sind.

Es ist erwähnenswert, dass nicht alle Wellenlängen über 1400 nm gleichermaßen augensicher sind; Insbesondere Licht mit Wellenlängen um 3µm und 10µm wird von der Hornhaut besser absorbiert. Dies führt dazu, dass das Licht in einer dünnen äußeren Schicht der Hornhaut absorbiert wird, anstatt über die Hornhaut verteilt zu werden, und kann bei viel geringeren Belichtungen als bei anderen Wellenlängen erhebliche Hornhautschäden verursachen.

Die Sicherheitsstandards werden dadurch noch komplizierter, dass gepulste Laser selbst bei der gleichen Wellenlänge stark unterschiedliche Effekte erzeugen können als ihre nicht gepulsten Gegenstücke. Die Auswirkungen von gepulsten Lasern auf das Auge sind noch nicht vollständig verstanden.

ENDEFFEKT

Da kein Laser absolut augensicher ist, ist es immer ratsam, äußerste Vorsicht walten zu lassen und nicht direkt in den Laser zu schauen. Beim Betrieb eines Lasers müssen Sicherheitseinrichtungen verwendet werden. Die relative Sicherheit von Lasern um 1400 nm hat zu ihrem verstärkten Einsatz in Situationen geführt, in denen eine Exposition des Menschen durch den Laser möglich oder wahrscheinlich ist. Insbesondere das Militär hat die Laserbelichtung untersucht und einen Großteil ihrer Ausrüstung so umgestaltet, dass sie Laser im Bereich von 1400 bis 1800 nm verwendet; Sie arbeiten jedoch auch ständig daran, die Brillen für Soldaten zu verbessern, um sie vor Laserschäden zu schützen. Da wir jeweils nur zwei Augen haben, ist es wichtig zu bedenken, dass Laser bei der Arbeit mit und um sie herum eine unsichtbare Gefahr darstellen.

WEITERLESEN:

Artikel vom Mai 2014 in Photonics Spectra: Sich entwickelnde Lasersicherheitsstandards; Einbetten von Lasern in Systeme, um sie zu Produkten der Klasse 1 zu machen

RP Photonik-Enzyklopädie: Augensichere Laser; Auch Lasersicherheit – enthält vereinfachte Beschreibungen für Lasersicherheitsklassifizierungen

Sams Laser FAQ: Umfangreiche Abdeckung der Lasersicherheit

Zusammenfassung des Briefes zur physischen Überprüfung vom April 2014: – Potenzial für Schäden auf DNA-Ebene durch Laser

*Diagramm vom National Eye Institute, National Institutes of Health, über Wikimedia Commons