Приложение II. Лазерное оптическое излучение

Приложение II

Лазерное оптическое излучение

Допустимый с точки зрения биофизики уровень воздействия оптического излучения может быть определен с помощью нижеуказанных формул. Использование конкретной формулы зависит от диапазона и продолжительности излучения, исходящего от источника. При этом результат следует сравнивать с соответствующими предельными значениями воздействия, указанными в Таблицах 2.2 - 2.4. Каждому источнику лазерного оптического излучения могут соответствовать несколько значений воздействия и несколько соответствующих предельных значений.

Коэффициенты, используемые при расчетах в рамках Таблиц 2.2 - 2.4, указаны в Таблице 2.5. Поправки применительно к повторяющемуся воздействию содержатся в Таблице 2.6.

[]

[]

Примечания:

dP	мощность, выраженная в Ваттах [В];
dA	площадь поверхности, выраженная в метрах квадратных [];
E (t), E	облученность или энергетическая освещенность - мощность излучения, приходящаяся на единицу площади поверхности; обычно выражается в Ваттах на квадратный метр []; значения E(t) или E получают путем измерений либо из документации, предоставленной производителем оборудования;
H	энергетическая экспозиция - интеграл энергетической освещенности по времени, выраженный в Джоулях на квадратный метр [];
t	время, продолжительность воздействия; выражается в секундах [с];
	длина волны, выраженная в нанометрах [нм];
	конический угол, ограничивающий измеряемое поле обзора, выраженный в миллирадианах [мрад];
m	измеряемое поле обзора, выраженное в миллирадианах [мрад];
	стягиваемый угол - угол стягивания источника, выраженный в миллирадианах [мрад]; ограничивающая диафрагма - область, имеющая форму круга, по которой усредняются значения энергетической освещенности и энергетической экспозиции;
G	интегрированная энергетическая яркость - интеграл суммарной энергетической яркости по времени, выраженный в энергии излучения, приходящейся на единицу излучающей поверхности на единицу телесного угла; выражается в Джоулях на квадратный метр на стерадиан [].

Таблица 2.1

Вред от излучения

Длина волны [нм]	Диапазон излучения	Орган, которому наносится вред	Вред	Таблица, в которой указаны предельные значения воздействия
от 180 до 400	UV	глаза	фотохимические и термические повреждения	2.2, 2.3
от 180 до 400	UV	кожа	эритема	2.4
от 400 до 700	видимое	глаза	повреждения сетчатки	2.2
от 400 до 600	видимое	глаза	фотохимические повреждения	2.3
от 400 до 700	видимое	кожа	термические повреждения	2.4
от 700 до 1 400	IRA	глаза	термические повреждения	2.2, 2.3
от 700 до 1 400	IRA	кожа	термические повреждения	2.4
от 1 400 до 2 600	IRB	глаза	термические повреждения	2.2
от 2 600 до	IRC	глаза	термические повреждения	2.2
от 1 400 до	IRB, IRC	глаза	термические повреждения	2.3
от 1 400 до	IRB, IRC	кожа	термические повреждения	2.4

Таблица 2.2

Предельные значения воздействия лазерного излучения на глаза - Небольшая продолжительность воздействия < 10 с

Длина волны а [нм]

Диафрагма

Продолжительность [с]

-

-

-

UVC

180 - 280

1 мм, если t < 0,3 с; , если 0,3<t<10 c

см. примечание c

H = 30 []

UVB

280 - 302

303

H = 40 []; если , то [] см. примечание d

304

H = 60 []; если , то [] см. примечание d

305

H = 100 []; если , то .[] см. примечание d

306

H = 160 []; если , то .[] см. примечание d

307

H = 250 []; если то [] см. примечание d

308

H = 400 []; если , то [] см. примечание d

309

H = 630 []; если , то [] см. примечание d

310

H = []; если , то [] см. примечание d

311

[]; если , то [] см. примечание d

312

[]; если , то [] см. примечание d

313

[]; если , то [] см. примечание d

314

[*; если * то ** см. примечание d

UVA

315 - 400

[]

Видимое и IRA

400 - 700

7 мм

[]

[]

[]

[]

700 - 1050

[]

[]

[]

[]

1050 - 1400

[]

[]

[]

[]

IRB и IRC

1400 - 1500

см. примечание b

[] см. примечание c

[]

[]

1500 - 1800

[] см. примечание c

[]

1800 - 2600

[] см. примечание c

[]

[]

2600 -

[] см. примечание c

H = 100 []

[]

a Если длине волны лазера соответствуют два предельных значения, применяется более строгое.

b Если нм: диаметр диафрагмы = 1 мм, где и мм, где 0,3 с < t < 10 c; если нм: диаметр диафрагмы = 11 мм.

с В связи с нехваткой данных по указанной продолжительности импульса, ICNIRP*(16) рекомендует использовать предельные значения освещенности для 1 нс.

d В таблице указаны значения для единичных импульсов лазера. Применительно к нескольким импульсам лазера, продолжительность импульсов, относящихся к интервалу (указан в Таблице 2.6), складывается, и полученное значение используют как t в формуле: .

Таблица 2.3

Предельные значения воздействия лазерного излучения на глаза - Значительная продолжительность воздействия с

Длина волны а [нм]		Диафрагма	Продолжительность [с]
			-	-	-
UVC	180 - 280	3,5 мм	H = 30 []
UVB	280 - 302
	303		H = 40 []
	304		H = 60 []
	305		H = 100 []
	306		H = 160 []
	307		H = 250 []
	308		H = 400 []
	309		H = 630 []
	310		[]
	311		[]
	312		[]
	313		[]
	314		[]
UVA	315 - 400		[]
Видимое 400 - 700	400 - 600 Фотохимические повреждения b Повреждения сетчатки	7 мм	[] ( мрад) d	[]; ( мрад) d	[] ( мрад) d
	400 - 700 Термические повреждения b Повреждения сетчатки		если < 1,5 мрад, то Е=10 [] если > 1,5 мрад и то [] если > 1,5 мрад и то []
IRA	700 - 1400	7 мм	если < 1,5 мрад, то [] если > 1,5 мрад и то [] если > 1,5 мрад и то [] (не более 1000 )
IRB и IRC	1400 - 106	см. примечание с	Е = 1000 []

a Если длине волны лазера соответствуют два предельных значения, применяется более строгое.

b Применительно к небольшим источникам с углом стягивания равным или менее 1,5 мрад, предельные значения E для обоих видов повреждений от видимого излучения с длиной волны от 400 до 600 нм сокращаются в отношении термических повреждений на и в отношении фотохимических повреждений на более длительный период. Значения и указаны в Таблице 2.5. Предельные значения применительно к фотохимическим повреждениям сетчатки также могут быть выражены как интеграл энергетической яркости по времени [], где t > 10 с, но меньше 10 000 с и [], где t>10 000 с. Для целей измерения G и L в качестве используется усредненное поле обзора. Согласно определению, данному МКО, официальной границей между видимым и инфракрасным спектром является длина волны 780 нм. Столбец с указанием диапазонов длин волн предназначен исключительно для удобства пользователя. (Обозначение G используется СЕН; обозначение L1 используется МКО; обозначение LP используется МЭК и СЕНЭЛЕК). 

с Применительно к диапазону от 1400 до нм диаметр диафрагмы = 3,5 мм; применительно к диапазону от до диаметр диафрагмы = 11 мм.

d Для целей измерения предельных значений воздействия определяется следующим образом: Если (стягиваемый угол источника) > (конический угол, ограничивающий поле обзора; указан в скобках в соответствующем столбце), то искомое поле обзора равно соответствующему значению . (Если использовать большее поле обзора, риск может быть переоценен).

Если , тогда искомое поле обзора должно включать в себя источник полностью, но в остальном не ограничено и может быть больше .

Таблица 2.4

Предельные значения воздействия лазерного излучения на кожу

Длина волны а [нм]		Диафрагма	Продолжительность [с]
			<	-	-	-		-	-
UV (А, B, C)	180 - 400	3,5 мм	[]	Те же предельные значения, что и для воздействия на глаза
Видимое и IRA	400 - 700	3,5 мм	[]		[]		[]
	700 - 1400		[]	[]
IRB и IRC	1400 - 1500		[]	Те же предельные значения, что и для воздействия на глаза
	1500 - 1800		[]
	1800 - 2600		[]
	2600 -		[]

a Если длине волны лазера соответствуют два предельных значения, применяется более строгое.

Таблица 2.5

Применимые поправочные коэффициенты и иные переменные, используемые в расчетах

Переменные согласно ICNIRP	Соответствующий диапазон спектра (нм)	Значение
	< 700	= 1,0
	700 - 1 050
	1 050 - 1 400	= 5,0
	400 - 450	= 1,0
	450 - 700
	700 - 1 150	= 1,0
	1 150 - 1 200
	1 200 - 1 400	= 8,0
	< 450	= 10 с
	450 - 500	с
	> 500	= 100 с
Переменные согласно ICNIRP	Относится к биологическому воздействию	Значение
	любое термическое воздействие	= 1,5 мрад
Переменные согласно ICNIRP	Соответствующий угловой диапазон (мрад)	Значение
		= 1,0
	> 100	мрад, где = 100 мрад
	< 1,5	= 10 с
	1,5 < < 100	с
	> 100	= 100 с
Переменные согласно ICNIRP	Соответствующий период воздействия (с)	Значение
		= 11 [мрад]
	100 < t < 104	[мрад]
	t > 104	= 110 [мрад]

Таблица 2.6

Поправки применительно к повторяющемуся воздействию

К повторяющемуся воздействию импульсных и сканирующих лазеров должны применяться три нижеследующих общих правила:

1. Воздействие каждого отдельного импульса в пачке импульсов не должно превышать предельные значения воздействия для отдельного импульса соответствующей продолжительности.

2. Воздействие от любой группы импульсов (либо подгруппы импульсов в пачке) за время t не должно превышать предельное значение воздействия для времени t.

3. Воздействие от каждого импульса в группе импульсов не должно превышать предельное значение воздействия для отдельного импульса, умноженное на кумулятивный термический поправочный коэффициент , где N - это количество импульсов. Настоящее правило применяется только к предельным значениям, установленным для защиты от термических повреждений, если все импульсы, выданные за период времени менее , рассматриваются как отдельный импульс.

Переменная	Соответствующий диапазон спектра (нм)	Значение