Lasery - właściwości promieniowania i bezpieczeństwo pracy.

Dr n. techn. Jan Kasprzak

Katedra i Klinika Okulistyki, I Wydział Lekarski Akademii Medycznej w Warszawie

Kierownik: Prof. dr hab. med. Dariusz Kęcik

1. Wstęp

Światło jest częścią promieniowania elektromagnetycznego obejmującego nadfiolet, światło widzialne i podczerwień (ryc. 1).

Promieniowanie γ

Promienie X (Rentgena)

Nadfiolet

Widzialne

Podczerwień

Fale krótkie

Fale średnie

Fale długie

C

B

A

A

B

C

Mikrofale

TV

Promieniowanie optyczne

Ryc. 1. Schematyczny podział promieniowania elektromagnetycznego.

Jest wiele właściwości promieniowania optycznego wspólnych dla różnych długości fali. Najważniejszą z nich jest prostoliniowe rozchodzenie się w próżni i w jednorodnych ośrodkach materialnych. Na granicy dwóch ośrodków promieniowanie to może ulegać odbiciu lub załamaniu. Ujawniając naturę falową ulega interferencji dyfrakcji i polaryzacji. Oddziałując z ośrodkiem może podlegać pochłonięciu.

Promieniowanie optyczne, będąc falą elektromagnetyczną przenosi energię.

Jednostką energii jest dżul oznaczany symbolem [J]. Wypromieniowana przez atomy ośrodka fala elektromagnetyczna rozchodzi się w przestrzeni w porcjach zwanych fotonami. Energia fotonu jest proporcjonalna do częstotliwości f.

gdzie stała Planka h=6,625^-34 Js.

Energia promienista Q_e jest sumą energii wszystkich fotonów przenoszonych przez promieniowanie i mierzona jest w dżulach [J].

Moc promieniowania lub strumień energii promienistej Φ_e jest to całkowita energia przenoszona przez fotony w jednostce czasu t:

Φ_e= Q_e/t

Jednostką mocy jest wat [W], czyli dżul na sekundę.

Promieniowanie optyczne rozchodzi się zazwyczaj w postaci ukierunkowanej wiązki o pewnym przekroju poprzecznym S.

Energia przypadająca na jednostkę powierzchni przekroju poprzecznego wiązki nazywana jest gęstością energii lub napromienieniem. Jednostką gęstości energii jest dżul na metr kwadratowy [J/m²].

Energia przypadająca na jednostkę czasu dla tego przekroju poprzecznego określana jest jako gęstość mocy lub gęstość napromienienia.

E_e=Φ_e/S

Jednostką gęstości mocy jest wat na metr kwadratowy [W/m²].

Przedstawione powyżej parametry promieniowania należą do grupy zagadnień fotometrii energetycznej (radiometrii) i wraz ze współczynnikiem pochłaniania decydują o skuteczności oddziaływania promieniowania optycznego z tkanką.

Po przekroczeniu dopuszczalnych wartości napromienienia użytkownicy promieniowania optycznego zarówno laserowego jak i nielaserowego mogą być narażeni na niepożądane skutki biologiczne. Fizyczne, chemiczne lub biologiczne przemiany wywołane oddziaływaniem promieniowania optycznego zależne są od energii pochłoniętej w tkance.

Międzynarodowa komisja oświetleniowa CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) wprowadza podział promieniowania optycznego na 9 podzakresów.

Podczerwień obejmuje zakres promieniowania optycznego o długości fali od 780 nm do 1 mm, natomiast część promieniowania o długości fali 10 nm do 380 nm stanowi zakres nadfioletu.

Zarówno nadfiolet jak i podczerwień dzieli się na trzy podzakresy oznaczane symbolami A, B, C. Podział promieniowania optycznego zawierający oznaczenia i wartości graniczne zakresów przyjęte przez Międzyresortową Komisję do Spraw Najwyższych Dopuszczalnych Stężeń i Natężeń Czynników Szkodliwych dla Zdrowia w Środowisku Pracy przedstawiono w tabeli 2.

Tabela 2. Podział promieniowania optycznego na podzakresy z uwzględnieniem wartości granicznych długości fali.

Rodzaj promieniowania	Oznaczenie	Zakres długości fali
Promieniowanie nadfioletowe	nadfiolet próżniowy UV-C (nadfiolet daleki) UV-B (nadfiolet średni) UV-A (nadfiolet bliski)	10 nm - 100nm 100 nm - 280 nm 280 nm - 315 nm 315 nm - 400 nm
Promieniowanie widzialne	VIS	380 nm - 780 nm (400 - 700nm)*
Promieniowanie podczerwone	IR-A (podczerwień bliska) IR-B (podczerwień średnia) IR-C (podczerwień daleka)	780 nm - 1400 nm 1400 nm - 3 µm 3 µm - 1 mm

Podział ten pokrywa się z ustaleniami CIE z jednym wyjątkiemMiędzynarodowa komisja oświetleniowa określa zakres widzialny pomiędzy 380 nm - 780 nm. W wymaganiach dotyczące bezpieczeństwa pracy z laserami sens zakresu widzialnego odnosi się do progu odruchu obronnego spowodowanego nadmiernym oświetleniem ( olśnienie ) i wynosi odpowiednio 400 nm - 700 nm

2. Laser

Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation )-jest urządzeniem wykorzystującym wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania.

Zasadniczymi elementami lasera są: ośrodek czynny, rezonator optyczny i układ pompujący. Na czym polega mechanizm zjawisko wymuszonej emisji promieniowania w ośrodku czynnym? Fotony propagujące się w pobliżu wzbudzonych atomów powodują przejście na niższy poziom energetyczny, jeżeli różnica energii tych poziomów odpowiada jego własnej energii. Foton wyemitowany w wyniku emisji wymuszonej jest spójny - ma taką samą częstotliwość i polaryzację i kierunek propagacji z fotonem wywołującym emisję.

Aby laser działał proces emisji wymuszonej musi przeważyć nad pochłanianiem. Występuje to, gdy w ośrodku jest więcej atomów w stanie wzbudzonym niż w stanie podstawowym (inwersja obsadzeń). Niezbędne jest, aby ośrodek czynny zawierał atomy posiadające poziomy energetyczne metatrwałe. Na poziomach metatrwałych elektron pozostaje znacznie dłużej niż na poziomach biorących udział w emisji spontanicznej. W takiej sytuacji przejście ze stanu wzbudzonego do podstawowego jest utrudnione, co pozwala na gromadzenie energii w tego typu ośrodkach.

Zgromadzoną energię można wyzwolić w procesie emisji wymuszonej.

Akcja laserowa rozpoczyna się od emisji spontanicznej lub wprowadzenia fotonu inicjującego z zewnątrz.

Laser wyposażony jest w rezonator o cechach pozwalających na wzmocnienie promieniowania o określonej długości fali. Zazwyczaj składa się z dwóch zwierciadeł, z czego przynajmniej jedno jest częściowo przepuszczalne. Tylko te fotony, które wielokrotnie przebiegają przez ośrodek czynny wywołując emisję kolejnych fotonów spójnych z nimi, pozostałe fotony zanikają.

Zadaniem układu pompującego jest przeniesienie jak największej liczby elektronów w substancji czynnej do stanu wzbudzonego. Układ musi być na tyle wydajny by doszło do inwersji obsadzeń.

3. Cechy promieniowania laserowego

Promieniowanie laserowe ma pewne cech specyficzne w stosunku do promieniowania innych źródeł.

• Kierunkowość. - Promieniowanie laserowe ma na ogół małą rozbieżność. Wiązka emitowana jest w kierunku wyznaczonym przez oś rezonatora optycznego, a jej średnica nie ulega większym zmianom w miarę oddalania się od lasera. Prawie równoległa monochromatyczna wiązka może być skupiona w ognisku o średnicy kilku mikrometrów.

• Duże natężenie promieniowania. Moc promieniowania laserowego zawarta jest w wąskiej wiązce. Po skupieniu gęstość mocy może przekroczyć kilkuset gigawatów na centymetr kwadratowy.

• Monochromatyczność. W większości laserów szerokość spektralna promieniowania jest bardzo mała. Energia promieniowania zgromadzona jest w wąskiej linii widmowej. W przypadku niektórych laserów jednodomowych długości fali emitowanych fotonów zawierają się w przedziale nieprzekraczającym 10^-7nm.

• Koherencja (spójność). Promieniowanie laserowe jest spójne (koherentne). Różnica fazy dla fali promieniowania jest stała w czasie ( spójność czasowa) i między dowolnymi punktami przekroju poprzecznego wiązki laserowej ( spójność przestrzenna). Światło laserowe wykazuje również znaczy stopień polaryzacji.

• Łatwa sterowalność. Możliwość generacji krótkich impulsów, generacja wyższych harmonicznych, łatwość prowadzenia wiązki itp.

Nowe techniki sterowania umożliwiające generację impulsów rzędu 10^-15s.

Konstrukcja lasera umożliwia koncentrację energii w przestrzeni, czasie i długości fali promieniowania

4. Właściwości tkanek wpływające na zagrożenie promieniowaniem laserowym.

Światło padające na tkankę może zostać rozproszone lub pochłonięte. Fotony niepodlegające żadnemu z tych procesów przechodzą w głąb tkanki (transmisja). Na powierzchniach granicznych promieniowanie może podlegać odbiciu.

EFEKT KLINICZNY

MOŻE WYWOŁAĆ WYŁĄCZNIE PROMIENIOWANIE POCHŁONIĘTE

Efekt biologiczny zależny jest od gęstości energii pochłoniętej w tkance.

Najważniejsze parametry charakteryzujące pochłanianie promieniowania laserów pracujących w sposób ciągły to moc pochłonięta, czas ekspozycji i średnica ogniska.

W przypadku laserów impulsowych decyduje energia pochłonięta w czasie trwania impulsu, liczba impulsów i średnica ogniska.

Rozpraszanie poszerza obszar oddziaływania poza ognisko wiązki. Odbicie może wygenerować niekontrolowaną wiązkę szkodliwą. Transmisja umożliwia dotarcie do ośrodków pochłaniających położonych w głębi tkanek

Ze względu na specyficzne własności promieniowania laserowego ( wysoka gęstość energii, wysoka gęstość mocy, wysoka monochromatyczność, kolimacja, bardzo krótkie impulsy) możemy się spodziewać znacznych różnic oddziaływania w porównaniu z konwencjonalnymi źródłami światła.

Ze względu na duże różnice właściwości optycznych podczas oddziaływania z tkanką biologiczną promieniowanie laserowe o różnych długościach fal może wywołać różne skutki.

Decydującym czynnikiem jest rozłąk d współczynnika pochłaniania w obrębie wiązki. Głębokość penetracji promieniowania optycznego w tkankach określona jako odwrotność współczynnika absorpcji. Wysokim współczynnikom absorpcji odpowiada niska wartość głębokości wnikania. Współczynnik absorpcji jest funkcją długości fali. Zależny jest zarówno od zawartości wody jak i koncentracji hemoglobiny i innych związków organicznych.

Najważniejszymi czynnikami określającymi zasady bezpieczeństwa dla oka są transmisja ośrodków na drodze wiązki oraz pochłanianie w siatkówce. Przy czym różne długości fali mogą wywołać efekty kliniczne w różnych warstwach siatkówki

Najbardziej znane jest oddziaływanie termiczne - koagulacja. Przyrost temperatury zależny jest od zawartości wody, wrzenie odbywa się w stałej temperaturze. Po odparowaniu wody zmniejsza się ciepło właściwe co przyśpiesza tempo przyrostu temperatury. Wzrost temperatury zależy od gęstości mocy pochłoniętej w tkankach oraz od procesów rozpraszania energii (przewodnictwo, konwekcja, radiacja, ciepło przemian chemicznych i fazowych).

hipertermia (termoterapia) 43 do 50^oC

fotokoagulacja tkanek > 55^oC

waporyzacja ~ 100^oC

zwęglanie > 100^oC

Bezdotykowe cięcie,

Specyficzne właściwości promieniowania laserowego mogą być wykorzystywane do modyfikowania mechanicznego tkanek

W zakresie promieniowania ( ultrafiolet C i B) w którym energia fotonów jest większa od energii wiązań atomowych zachodzi proces fotoablacji. Praktycznie cała porcja energii przenoszona przez fotony wykorzystywana jest do zrywania wiązań atomowych i przyspieszania powstających w tym procesie jonów. Zrywaniu wiązań towarzyszy intensywne pochłanianie energii. Związana z dużą absorpcją niewielka głębokość penetracji pozwala usuwać pojedyncze warstwy komórkowe bez nagrzewania struktur otaczających.

Ablacja - energia fotonów jest większa od energii wiązań atomowych..

Działanie fotoakustyczne

Gigantyczna moc chwilowa wytwarza pole elektromagnetyczne o ogromnym natężeniu. Przyśpieszone w wyniku oddziaływania z polem swobodne elektrony w lawinowym procesie jonizacji (zderzenia z atomami ośrodka) wytwarzają plazmę.. Do wywołania tego procesu konieczna jest koncentracje energii w czasie i przestrzeni ( lasery Q - switch). Czas trwania impulsu poniżej 10^-8 s przy zogniskowaniu wiązki do średnicy kilkunastu mikrometrów pozwala uzyskać chwilową gęstość mocy powyżej 10¹⁰  W/cm². Pola elektryczne w ognisku przekraczają wartości 10⁷ V/cm. Tak wysokie pola elektryczne powoduje wzrost pochłaniania promieniowania w ośrodkach przeziernych dla typowych gęstości mocy.

W wyniku nieliniowego oddziaływania z ośrodkiem dochodzi wówczas do gwałtownego wzrostu ciśnień w miejscu ekspozycji. Niestabilna plazma wytwarza fale uderzeniowe rozrywające tkanki (tabela).

Czynniki wpływające na wzrost ciśnienia w procesie tworzenia plazmy w ognisku lasera Q-switch

Przyczyna wzrostu ciśnienia	Ciśnienie (atmosfery)
Formowanie plazmy	1000 - 2000
Rozproszenie Brillouina (fononowe)	50 - 100
Waporyzacja	100
Termiczna ekspansja	100
Elektrostrykcja	0,01 - 100
Ciśnienie promieniowania	0,01

Przykład destrukcji ośrodka przeziernego (żelatyna) w wyniku działania efektu fotoakustycznego

Koncentrację przestrzenną energii możemy uzyskać w wyniku napromienienia tkanek o wysokim współczynniku pochłaniania. Z powodu ograniczonej penetracji obszar pochłaniana niewielką objętość tkanki. W wyniku koncentracji energii pochłoniętej dochodzi do gwałtownej waporyzacji której towarzyszy termiczna ekspansja tkanek i gwałtowne zmiany ciśnienia w ognisku. W efekcie dochodzi do termoablacji. Efekt pośredni pomiędzy oddziaływaniem fotoakustycznym a termoablacyjnym, ograniczony do obszarów subkomórkowych uzyskuje się w procesie towarzyszącym selektywnej trabekuloplastyce laserowej. Zwiększenie średnicy ogniska lasera Nd:Yag Q-switch pracującego w modzie podwojonej częstotliwości (532nm) zmniejsza chwilową gęstość mocy do poziomu pozwalającego ograniczyć zjawiska nieliniowego oddziaływania z ośrodkiem przeziernym. Selektywne pochłanianie w melaminie jest jednak na tyle intensywne, że mechanizm oddziaływania przypominający efekt fotoakustyczny powstaje w komórkach zawierających barwnik. W efekcie dochodzi do wewnątrzkomórkowych mikroeksplozji niszczących wybiórczo niepożądany typ komórek, bez naruszania struktur prawidłowych.

Przykłady drążenia ośrodka z wykorzystaniem lasera herbowego

5. Zagrożenie promieniowaniem laserowym

Poziom promieniowania laserowego, na który w normalnych warunkach mogą być eksponowane osoby bez doznawania szkodliwych skutków, jest określany jako maksymalna dopuszczalna ekspozycja (MDE). 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 i 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.

Lasery podzielono na klasy. Klasa lasera informuje użytkownika o skali zagrożeń związanych z użytkowaniem.

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. Zakończenie okresu wdrożenia dyrektywy wyznaczono na kwietnia 2010 r.

Według informacji Departamentu Prewencji i Promocji GIP (IP 11-12/2007) w krajach Unii obecnie obowiązuje następujący podział urządzeń laserowych na klasy (podział zawarty jest już w Polskiej Normie PN-EN 60825-1:2005)

Klasa 1: Lasery, które są bezpieczne w racjonalnie przewidywalnych warunkach pracy, także w przypadku patrzenia w wiązkę przez przyrządy optyczne.

Klasa 1M: 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, jeśli użytkownik wprowadzi elementy optyczne w tor wiązki.

Klasa 2: 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. Reakcje te zapewniają odpowiednią ochronę w racjonalnie przewidywalnych warunkach pracy, także w przypadku patrzenia w wiązkę przez przyrządy optyczne.

Klasa 2M: 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, jeśli użytkownik wprowadzi elementy optyczne w tor wiązki.

Klasa 3R: Lasery emitujące promieniowanie w zakresie długości fali od 302,5 nm do 10⁶ nm, potencjalnie zagrażające przy bezpośrednim patrzeniu w wiązkę, jednak z mniejszym ryzykiem niż lasery klasy 3B oraz mniej licznymi wymaganiami dotyczącymi produkcji i środków kontroli przez użytkownika niż dla laserów klasy 3B.

Klasa 3B: Lasery niebezpieczne przy bezpośrednim patrzeniu w wiązkę (w zakresie nominalnej odległości zagrożenia wzroku). Patrzenie na odbite promieniowanie rozproszone jest zazwyczaj bezpieczne.

Klasa 4: Lasery bardzo niebezpieczne, wytwarzające zagrożenie także przy odbiciach rozproszonych. Mogą powodować obrażenia skóry i zagrożenie pożarem. Ich stosowanie wymaga ekstremalnej ostrożności.

Poprzedni podział obejmował 5 klas.

Klasa 1 - lasery całkowicie bezpieczne

Klasa 2 - lasery niecałkowicie bezpieczne, zakres promieniowania 400 - 700 nm, przy których ochrona oczu jest zapewniona przez zamykania skutek silnego oświetlenia.

Klasa 3A - lasery niebezpieczne w przypadku patrzenia w wiązkę laserową przez przyrządy optyczne.

Klasa 3B - lasery niebezpieczne w każdym przypadku patrzenia w wiązkę laserową bezpośrednio padającą lub po odbiciu zwierciadlanym.

Klasa 4 - lasery bardzo niebezpieczne; należy chronić oczy i skórę zarówno przed promieniowaniem bezpośrednim, jak i rozproszonym.

Klasyfikacja urządzenia laserowego pod względem zagrożeń pochodzących od jego promieniowania jest obowiązkiem producenta.

Szczególne wymagania dotyczą urządzeń laserowych klasy 3B lub 4

Wymagania nakładane na producenta:

• Szczelna 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

• Oznakowanie urządzeń

Wymagania nakładane na użytkownika:

• Okulary ochronne

• Oznakowanie pomieszczeń laserowych

• Szkolenia

Ponieważ źródła laserowe wykorzystujące światłowody emitują wiązki charakteryzujące się różną rozbieżnością wprowadza się pojęcie nominalnej odległości zagrożenia wzroku NodZW. Wielkość ta określa graniczną odległość, powyżej której nie występuje już zagrożenie.

Ocena tego parametru zależy w oczywisty sposób od rozbieżności wiązki

Wiązki o dużej rozbieżności mają krótsze odległości NodZW. W wyniku rozbieżności wiązki laserowej, w miarę oddalania się od wyjścia światłowodu zmniejsza się gęstość mocy promieniowania na przekroju poprzecznym wiązki - zagrożenie oczu i skóry maleje.

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

Najbardziej zagrożone promieniowaniem laserowym są oczy.

Należy pamiętać, że w zakresie działania fal o długości od 400 nm do 1400 nm ( zakres przezierności ośrodków optycznych oka) może dojść do uszkodzenia siatkówki.
Promieniowanie z zakresu długości fal poniżej 400 nm i powyżej 1400 nm nie wnika do wnętrza oka, natomiast powoduje uszkodzenie rogówki. Szczególnej uwagi wymagają źródła laserowe emitujące w zakresie 700 do 1400 nm. Promieniowanie z tego zakresu nie podlega percepcji wzrokowej. Ochrona oczu związana z odruch zamykania nie funkcjonuje, siatkówka nie ma receptorów czuciowych co dodatkowo zwiększa ryzyko uszkodzeń.

Pasmo promieniowania wywołującego rumień skóry zawiera się w zakresie długości fali od 200 do 400 nm. W obrębie tego pasma występują dwa maksyma skuteczności biologiczne przy 250 i 297 nm. Długotrwałe działanie nadfioletu może doprowadzić do stanów przednowotworowych i nowotworowych.

5. Przyczyny wypadków podczas pracy z laserami

Obecnie lasery stosowane są szeroko w różnych dziedzinach. Urządzenia laserowe spotykamy nauce i technice, w przemyśle i domowych urządzeniach elektronicznych. Powszechnie stosowane są w sieciach informatycznych i w telekomunikacji. Coraz częściej spotykamy w życiu codziennym przyrządy pomiarowe wskaźniki, gadżety i zabawki wyposażone w źródła laserowe.

Obserwuje się coraz szybszy rozwój zastosowań laserów w różnych działach medycyny.

Zastosowania terapeutyczne obejmują wiele specjalności medycznych takich jak okulistyka chirurgia ogólna dermatologia laryngologia pneumonologia, gastroenterologia, ginekologia, urologia, neurochirurgia czy stomatologia.

Znane są zastosowania biostymulacyjne laserów półprzewodnikowych i He-Ne w rematologii, ortopedii, rehabilitacji, stomatologii, leczeniu chorób krążenia, otolaryngologiii i w okulistyce. Aspekt biostymulacyjny przeciwbólowy obejmuje niskoenergetycznego promieniowania laserów wykorzystywany jest w stomatologii.

Jeszcze szerszy zakres zastosowań mają laserowe urządzenia diagnostyczne.

Na przykład lasery stosowane w okulistyce obejmują praktycznie cały zakres promieniowania optycznego.

Niestety różnorodność zastosowań sprzyja powstawaniu sytuacjom zagrożenia zdrowia i jest często przyczyną wypadków.

Ponad 50% przyczyn wypadków wśród użytkowników urządzeń laserowych jest wynikiem niewłaściwego ustawienia urządzeń i niewłaściwego stosowania okularów ochronnych i ochron osobistych.

6. Podsumowania 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 .

Promieniowanie optyczne może spowodować rozerwanie tkanek.

Inne istotne problemy BHP przy obchodzeniu się z urządzeniami laserowymi: elektrycznymi (napięcia kilowoltów - kV).

chemicznymi - chlorowce (lasery ekscymerowe),

ciecze kriogeniczne - lasery półprzewodnikowe),

produkty obróbki - np. pyły pary i gazy.

Literatura:

1. Niechoda Z., Nowicki M.: Podstawowe wiadomości o laserze i promieniowaniu laserowym. w Zarys klinicznych zastosowań laserów. Red. P. Fiord, T. Kęcik, Z. Nichoda i inni.

2. Kopystyńska A.: Promieniowanie elektromagnetyczne. Informacja obrazowa red. Ostrowski M. Wydawnictwa Naukowo - Techniczne Warszawa 1992

3. Franciszek Kaczmarek: Wstęp do fizyki laserów. PWN Warszawa 1978

4. Bezpieczeństwo pracy i ergonomia. Pod red. Koradeckiej D., Dybczyński W., Wolska A.: Promieniowanie optyczne. Centralny Instytut Ochrony Pracy Warszawa 1999. .

5. Wolska A.:"Nowe kryteria oceny zagrożenia nielaserowym promieniowaniem optycznym" Bezpieczeństwo Pracy, NR 3 (380), 2003

6. PN-T-06704:2003 Zestawienie maksymalnych dopuszczalnych ekspozycji dla niekoherentnego (nielaserowego) promieniowania optycznego

7. Godlewski J.: Generacja i detekcja promieniowania optycznego. PWN, Warszawa 1997.

8. Bezpieczeństwo pracy i ergonomia. Pod red. Koradeckiej D., Nowicki M.: Promieniowanie laserowe. Centralny Instytut Ochrony Pracy Warszawa 1999.

10. PN-91/T-06700 Bezpieczeństwo przy promieniowaniu emitowanym przez urządzenia laserowe. 11.Klasyfikacja sprzętu. Wymagania i wytyczne dla użytkownika.

12. PN-EN 60825-1:2005 Bezpieczeństwo urządzeń laserowych. Część 1: Klasyfikacja sprzętu, wymagania i przewodnik użytkownika.

13. Sokołowski M. Unia Europejska o promieniowaniu laserowym Inspektor Pracy NR 11-12/07

14. 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).

---