レーザーと目の安全性

レーザーの使用が増えるにつれ、私たちはレーザーを当たり前のように考える傾向があり、これらの小さく、しばしば目に見えない光源が私たちの目に永久的な損傷を与える可能性があることを忘れ始めています。

危険は何ですか?

レーザー光にさらされると、目に重大な損傷を引き起こす可能性があります。通常、火傷や網膜への直接的な損傷の形で起こります。従来の目の安全基準は、永久的な怪我や失明を引き起こす可能性のある網膜の損傷のみに焦点を当てていました。 400nmから約1400nm(1.4 µm)の波長のレーザーは、目の水晶体、角膜、眼間液を直接通過して網膜に到達します。レーザーエネルギーが網膜に吸収されると、すぐに目立つわけではありませんが、永久的な損傷を引き起こす可能性があります。網膜の十分な大きさの部分が損傷するか、視神経が直接照射されると、視力の喪失が明らかになります。

人間の目の図*

レーザー対その他の光源

レーザーが非常に危険である理由の1つは、電球や太陽とは異なり、レーザーの光が小さなビームにコリメートされることです。レーザー以外の光源の場合、エネルギーは私たちの目に届く前に広い領域に拡散します(太陽を直接見ている場合を除きます。これは、目を損傷するため、そうしないように警告されています)。

赤外線レーザーに特有のもう1つの危険は、可視性の欠如です。赤外線レーザーの波長は人間の目には見えないため、赤外線レーザーのビームを直接見つめても見えません。瞬きして目をそらすという私たちの自然な本能は引き起こされず、不快感も感じません。赤外線レーザー放射への曝露を回避する自然な傾向がないため、重大な損傷を引き起こすのに十分な時間曝露されるリスクがあります。

1400NMを入力してください

吸水スペクトルグラフ

1400nmより長いレーザー波長は角膜と水晶体に強く吸収されるため、損傷を与えるエネルギーレベルが網膜に到達しないことがよくあります。特定の出力しきい値を下回るこの範囲の光を生成するレーザーは、本質的に「網膜に安全」です。

網膜に安全な波長は、目に永久的な損傷を与える前に、より高い露出(より長い露出時間および/またはより高いパワー)を可能にします。角膜と水晶体はレーザーエネルギーを吸収し、それらを加熱します。通常、これらのより高い波長での損傷(もしあれば)は角膜にあります。熱の量、および潜在的な損傷は、波長だけでなく、出力、ビーム発散、ビーム品質、および露光時間にも依存します。

レーザーによって引き起こされる網膜の損傷と比較して、レーザーによって引き起こされるほとんどの角膜熱傷は、信じられないほど痛みを伴う可能性がありますが、最終的には治癒します。

SemiNexのレーザーダイオードが1400〜1700 nmの範囲にあることの利点の1つは、他の波長範囲のレーザーと比較した場合の相対的な網膜の安全性です。

注意は まだ 必要

私たちが新しいレーザーアプリケーション、特に医療、皮膚科、および軍事分野で使用するアプリケーションを開発するにつれて、角膜と網膜の両方への損傷を防ぐことにますます焦点が当てられています。レーザーの眼への影響に関する長期的な研究が進行中であり、曝露の長期的な影響に重点が置かれています。目はしばしば小さな死角を補うので、それがひどくなるまで損傷が見過ごされるのが一般的です。

1400nmを超えるすべての波長が等しく目に安全であるとは限らないことに注意する価値があります。特に波長が約3µm、10µmの光は角膜に吸収されやすくなります。これにより、光は角膜全体に分散されるのではなく、角膜の薄い外層に吸収され、他の波長よりもはるかに低い露出で重大な角膜損傷を引き起こす可能性があります。

安全基準をさらに複雑にしているのは、パルスレーザーは、同じ波長であっても、非パルスレーザーとは大きく異なる効果を生み出す可能性があることです。パルスレーザーの眼への影響はまだ完全には理解されていません。

ボトムライン

完全に眼に安全なレーザーはないため、レーザーを直接見ないように常に細心の注意を払うことをお勧めします。レーザーを操作するときは、安全装置を使用する必要があります。 1400nm付近のレーザーは比較的安全であるため、人間がレーザーにさらされる可能性がある状況での使用が増えています。特に軍隊は、レーザー露光を研究し、1400〜1800nmの範囲のレーザーを使用するように機器の多くを再設計しました。しかし、彼らはまた、レーザーによる損傷から保護するために兵士のアイウェアを改善することを継続的に模索しています。私たちはそれぞれ2つの目を受け取るだけなので、レーザーを使って作業しているとき、レーザーは目に見えない危険であることを覚えておくことが重要です。

参考文献:

フォトニクススペクトルの2014年5月の記事:進化するレーザー安全基準;システムにレーザーを埋め込んでクラス1製品にする

RPフォトニクス百科事典: 目の安全なレーザー;また レーザーの安全性 –レーザー安全分類の簡単な説明が含まれています

サムのレーザーFAQ:レーザーの安全性を幅広くカバー

2014年4月の物理レビューレターの概要:–レーザーによるDNAレベルの損傷の可能性

*ウィキメディアコモンズ経由の国立眼病研究所、国立衛生研究所からの図

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