Tại sao chúng ta phải được bảo vệ mắt khỏi bức xạ laser?

Năng lượng ánh sáng từ các tia laser có mật độ năng lượng (công suất trên mỗi khu vực hoặc watts / cm2) đủ cao để làm mô bay hơi. Vì mắt chúng ta nhạy cảm hơn với ánh sáng, nên có nguy cơ chịu tác động này càng cao. Trong thực tế, laser có thể gây thương tích mắt không thể hồi phục chỉ bằng một cái liếc mắt trực tiếp hoặc tia laser phản xạ ngay cả ở mức năng lượng thấp.

Điều gì làm cho laser nguy hiểm so với các nguồn sáng thông thường khác ?

Mối nguy hiểm chính khi tiếp xúc với ánh sáng laser là do đặc tính mà tia laser đang có:

  • Tính đơn sắc
  • Tia song song
  • Không gian phản chiếu trong mắt nhỏ

Tất cả điều này có nghĩa là sức mạnh tác động trong một khu vực chẳng hạn như mắt, không phụ thuộc vào khoảng cách đến nguồn phóng xạ.

Ví dụ như một con trỏ laser với một điểm chùm vẫn có cùng kích thước trên khoảng cách lớn. Nếu bạn so sánh một nguồn bức xạ nhiệt như ánh sáng bóng đèn với một tia laser bạn sẽ quan sát một số khác biệt.

Bóng đèn phát ra ánh sáng trên phổ bước sóng rất rộng không có hướng cụ thể hay gọi là phân tán. 

 

 

Khi so sánh bóng đèn với laser, cả hai đều phát ra năng lượng quang 1 W, sức mạnh của bóng đèn đến mắt có thể giảm giảm với khoảng cách vì bóng đèn tỏa ra theo mọi hướng.

Nếu có một khoảng cách 1 mét giữa mắt của chúng ta và nguồn sáng, thì
lượng ánh sáng phát ra từ laser sẽ gấp 100.000 so với lượng ánh sáng từ bóng đèn (điều này giả sử đường kính đồng tử thường giãn 7 mm - tức là mắt thích nghi với bóng tối).

Lượng ánh sáng có thể đập vào mắt không phải là mối nguy hiểm duy nhất. Trong khi bóng đèn tạo ra một hình ảnh ngược trên võng mạc khoảng 100µm, thì ánh sáng laser có thể dễ dàng tập trung hơn và tạo ra hình ảnh có đường kính chỉ vài µm.

Do đó, lượng ánh sáng đập vào mắt tập trung của laser nhỏ hơn nhiều so với bóng đèn từ đó mật độ năng lượng sẽ cao và có thể làm cho mô trong tiêu điểm nóng lên và phá hủy rất nhanh.

 

nguy hiem cua tia laser

 

 

An toàn Laser trên toàn thế giới

Tiêu chuẩn an toàn laser ở Hoa Kỳ (ANSI Z136)

Tiêu chuẩn ANSI Z136 yêu cầu các thông số kỹ thuật theo mật độ quang học (OD). 

Xem thêm : https://www.lia.org/resources/laser-safety-information/laser-safety-standards/ansi-z136-standards

Hầu hết các nước châu Á đều theo tiêu chuẩn ANSI Z136.

Úc đã áp dụng các quy định an toàn laser mới dựa trên các quy định an toàn laser của châu Âu (EN 207 / EN208)

 

Tiêu chuẩn an toàn laser ở châu Âu (EN207 / 208/60925)

Ở châu Âu, có thêm một tiêu chí thứ hai cần được xem xét đó là  năng lượng / mật độ năng lượng.

Xem xét thêm các điều kiện khuếch tán và an toàn với kính laser phải bảo vệ chống lại tiếp xúc với tia laser trực tiếp.

Xem thêm : https://en.wikipedia.org/wiki/EN_207

 

Làm thế nào để Laser ảnh hưởng đến mắt của chúng ta?

Tại sao bức xạ laser rất nguy hiểm so với các nguồn sáng thông thường?

Nguy cơ mất thị lực do vô tình tiếp xúc với bức xạ laser là do tính chất quang học đặc biệt của mắt người.

Độ sâu thâm nhập khác nhau liên quan đến các bước sóng, chúng ta thấy rằng mắt nhìn thấy trong phạm vi bước sóng trong khoảng từ 370 đến 1400 nm.

Ánh sáng tia cực tím dưới 350nm tiến tới ống kính hoặc được hấp thụ tại bề mặt của mắt. Hậu quả của việc tiếp xúc với ánh sáng công suất cao tại những bước sóng này là một tổn thương cho giác mạc hoặc đục thủy tinh thể.

Ánh sáng trong vùng bước sóng khả kiến ​​(380 - 780nm) khả năng đi vào võng mạc.

Khi ánh sáng xuất hiện quá sáng, có nghĩa là mật độ năng lượng
vượt quá ngưỡng của mắt, chúng tôi sẽ tự động quay đi và nhắm mắt lại ( hoặc phản xạ chớp mắt). Điều này phản ứng tự động có hiệu quả đối với bức xạ công suất lên tới 1 mW.

Với mức năng lượng cao hơn, quá nhiều năng lượng đến mắt trước
phản xạ chớp mắt có thể đáp ứng, có thể dẫn đến tác hại không thể phục hồi.

 

 

Các bước sóng hồng ngoại gần (780 - 1400nm) là một loại bức xạ đặc biệt nguy hiểm đối với mắt người vì chúng ta không có bảo vệ tự nhiên chống lại nó.

Các bức xạ tiến đến võng mạc, nhưng việc nhận thức chỉ được biết đến sau khi tổn thương đã được thực hiện.

Bức xạ hồng ngoại (1400 - 11000nm) được hấp thụ ở bề mặt của mắt. Nó dẫn đến quá trình nóng mô và đốt cháy hoặc bóc bỏ ở giác mạc.

 

Truyền ánh sáng ban ngày (VLT) và màu sắc

Khi chúng ta đeo kính laser, một số bước sóng của quang phổ bình thường chúng ta nhìn thấy sẽ được lọc ra.

Nếu chúng ta chặn ánh sáng từ vùng nhìn thấy, điều này chắc chắn thay đổi nhận thức của chúng ta với môi trường. Đầu tiên, bằng cách suy giảm việc truyền ánh sáng môi trường trở nên tối hơn (tương tự như hiệu ứng của kính râm).

Thứ hai, chặn một số bước sóng làm thay đổi nhận thức của chúng ta về màu sắc.

 

VLT

Sự suy giảm ánh sáng bởi một bộ lọc trong phổ khả kiến ​​là được định nghĩa gọi là VLT truyền ánh sáng ban ngày hoặc truyền sáng.

VLT được xác định liên quan đến chất chiếu sáng tiêu chuẩn và được đánh giá theo độ nhạy phổ của mắt với ánh sáng ban ngày.

Nếu giá trị VLT đo được nhỏ hơn 20%, người dùng cần đảm bảo môi trường làm việc của họ nhận được chiếu sáng bổ sung.

Với mức VLT thấp và chiếu sáng yếu buộc đôi mắt của chúng ta thích nghi với cái gọi là tầm nhìn ban đêm.

 

Tầm nhìn màu

Vì mắt chúng ta có thể thích nghi với các tình huống ánh sáng khác nhau và tổng lượng ánh sáng có thể được cân bằng bằng cách chiếu sáng bổ sung, một khía cạnh quan trọng khác để lựa chọn bộ lọc an toàn laser là tầm nhìn màu sắc.

 

Bộ lọc an toàn Laser

Công nghệ lọc

Do các đặc điểm độc đáo của bức xạ laser như chuẩn trực và đơn sắc có nguy cơ ảnh hưởng đến mắt. Do đó, các bộ lọc quang đặc biệt được sử dụng.

Vì ánh sáng laser có bước sóng cụ thể phụ thuộc vào bản chất của laser, bộ lọc bảo vệ sẽ phù hợp với từng bước sóng và sức mạnh của nguồn bức xạ laser.

Mật độ quang (OD)

Mật độ quang (OD hoặc D) là sự suy giảm ánh sáng đi qua thông qua một bộ lọc quang. Giá trị OD càng cao thì càng cao suy giảm.

 

 

Kính bảo vệ Laser

Bác sĩ nên xem xét môi trường làm việc thực tế, điều kiện và hệ thống phân phối chùm tia khi xác định thiết bị bảo vệ thích hợp nhất cần thiết để giảm khả năng phơi nhiễm nguy hiểm với ánh sáng laser. Tùy chọn bảo vệ mắt an toàn bằng laser bao gồm kính, kính bảo hộ, bộ lọc an toàn cho mắt, tấm chắn toàn mặt, v.v.

Các chất liệu thường được sử dụng đề làm kính Laser :

Bộ lọc - Polycarbonate

Bộ lọc hấp thụ polycarbonate được sản xuất với vật liệu polycarbonate trộn với thuốc nhuộm hữu cơ. Vật liệu này sau đó được tạo thành kính mắt.

Kính được đúc một lớp phủ chống tia cực tím đặc biệt được áp dụng cho cả mặt trước và sau, mặt trước còn có thêm một lớp bảo vệ chống trầy xước.

Polycarbonate cung cấp một giải pháp an toàn tuyệt vời, chi phí thấp.