레이저 및 눈 안전

레이저 사용이 증가함에 따라 우리는 레이저를 일상적인 것으로 생각하는 경향이 있으며 이러한 작고 종종 보이지 않는 광원이 눈에 영구적인 손상을 줄 수 있다는 사실을 잊기 시작합니다.

위험은 무엇입니까?

레이저 광선에 노출되면 눈에 심각한 손상을 일으킬 수 있습니다. 일반적으로 화상과 망막 손상의 형태로 나타납니다. 기존의 눈 안전 표준은 영구적인 부상과 실명을 유발할 수 있는 망막 손상에만 초점을 맞췄습니다. 400 nm에서 약 1400 nm(1.4 µm)의 파장을 가진 레이저는 눈의 수정체, 각막 및 안구간액을 통해 직접 이동하여 망막에 도달합니다. 레이저 에너지가 망막에 흡수되면 항상 즉시 눈에 띄는 것은 아니지만 영구적인 손상을 일으킬 수 있습니다. 망막의 충분히 큰 부분이 손상되거나 시신경이 직접 조사되면 시력 상실이 분명해집니다.

레이저 대. 기타 광원

레이저가 위험한 이유 중 하나는 전구나 태양과 달리 빛이 작은 빔으로 시준되기 때문입니다. 비레이저 광원의 경우 에너지는 우리의 눈에 도달하기 전에 넓은 영역으로 확산됩니다(태양을 직접 보지 않는 한 - 눈을 손상시키므로 하지 말라고 우리 모두 경고받았습니다).

적외선 레이저의 또 다른 위험은 가시성 부족입니다. 적외선 레이저의 파장은 인간의 눈에는 보이지 않기 때문에 우리는 적외선 레이저 빔을 직접 응시할 수 있지만 볼 수 없습니다. 눈을 깜박거리고 시선을 돌리려는 본능이 발동되지 않으며 불편함도 느끼지 않습니다. 우리는 적외선 레이저 방사선에 노출되는 것을 피하려는 타고난 성향이 없기 때문에 심각한 손상을 입힐 만큼 충분히 오랫동안 노출될 위험이 있습니다.

1400NM 입력

1400nm보다 긴 레이저 파장은 각막과 수정체에 강하게 흡수되어 손상되는 에너지 수준이 망막에 도달하지 못하는 경우가 많습니다. 특정 출력 임계값 미만의 이 범위에서 빛을 생성하는 레이저는 본질적으로 "망막에 안전"합니다.

망막 안전 파장은 눈에 영구적인 손상이 있기 전에 더 높은 노출(더 긴 노출 시간 및/또는 더 높은 출력)을 허용합니다. 각막과 수정체는 레이저 에너지를 흡수하여 열을 발생시킵니다. 일반적으로 이러한 더 높은 파장의 손상(있는 경우)은 각막에 발생합니다. 열의 양과 잠재적인 손상은 파장뿐만 아니라 출력, 빔 발산, 빔 품질 및 노출 길이에 따라 달라집니다.

레이저로 인한 망막 손상과 비교할 때 레이저로 인한 대부분의 각막 화상은 매우 고통스러울 수 있지만 결국 치유됩니다.

1400~1700nm 범위에 있는 SemiNex의 레이저 다이오드의 이점 중 하나는 다른 파장 범위의 레이저와 비교할 때 상대적인 망막 안전성입니다.

주의는 아직 필수의

우리가 새로운 레이저 응용 분야, 특히 의료, 피부과 및 군사 분야에서 사용하는 응용 프로그램을 개발함에 따라 각막과 망막의 손상 방지에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 레이저가 눈에 미치는 영향에 대한 장기 연구가 진행 중이며 노출의 장기적인 영향에 중점을 두고 있습니다. 눈은 종종 작은 사각 지대를 보완하므로 손상이 심해질 때까지 눈에 띄지 않게 가는 것이 일반적입니다.

1400nm 이상의 모든 파장은 똑같이 눈에 안전하지 않습니다. 특히 파장이 약 3μm, 특히 10μm인 빛은 각막에서 더 쉽게 흡수됩니다. 그 결과 빛이 각막 전체에 분산되지 않고 각막의 얇은 외층에서 흡수되고 다른 파장보다 훨씬 낮은 노출에서 심각한 각막 손상을 일으킬 수 있습니다.

안전 표준을 더욱 복잡하게 만드는 펄스 레이저는 동일한 파장에서도 펄스가 아닌 레이저와 크게 다른 효과를 생성할 수 있습니다. 펄스 레이저가 눈에 미치는 영향은 아직 완전히 이해되지 않았습니다.

결론

어떤 레이저도 눈에 완전히 안전한 것은 아니므로 항상 극도의 주의를 기울이고 레이저를 직접 쳐다보지 않는 것이 좋습니다. 레이저를 작동할 때는 안전 장치를 사용해야 합니다. 1400nm 부근의 레이저의 상대적인 안전성으로 인해 인간이 레이저에 노출될 가능성이 있는 상황에서 사용이 증가했습니다. 특히 군대는 레이저 노출을 연구하고 1400~1800nm 범위의 레이저를 사용하도록 많은 장비를 재설계했습니다. 그러나 그들은 또한 레이저 손상으로부터 보호하기 위해 군인의 안경을 개선하기 위해 지속적으로 찾고 있습니다. 우리는 각각 두 개의 눈만 받기 때문에 레이저는 눈 주위에서 작업할 때 눈에 보이지 않는 위험이라는 것을 기억하는 것이 중요합니다.

추가 읽기:

2014년 5월 Photonics Spectra 기사: 진화하는 레이저 안전 표준; 시스템에 레이저를 내장하여 클래스 1 제품으로 렌더링

RP 포토닉스 백과사전: 눈에 안전한 레이저; 또한 레이저 안전 – 레이저 안전 분류에 대한 간략한 설명 포함

샘의 레이저 FAQ: Laser Safety의 광범위한 적용 범위

2014년 4월 물리적 검토 서신 개요: – 레이저로 인한 DNA 수준 손상 가능성

* Wikimedia Commons를 통한 National Eye Institute, National Institutes of Health의 다이어그램