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激光安全及常规注意事项

激光技术已经成为我们社会中密不可分的一部分。可以毫不夸张的说,激光技术已在真正意义上推动了加工工艺的革命性进步。
然而,恰恰是因为该项技术的强大,所以我们必须遵循与其相关的安全协议。此文中所涉及的信息对激光器安全不构成绝对或详尽的指南,仅就主题进行综述。此文旨在提醒制造商和运营商,激光技术安全的意义远比“马后炮”来得重大。毕竟,仅对注意事项稍做了解,并不能达到防护眼睛、皮肤灼伤以及持续推动生产工艺进程的目标,我们任重而道远。
激光安全这一话题随着各种类型的激光技术进入市场而更趋复杂化,尤其是对于具有固体激光器的二维激光切割系统来说。
安全是设计过程的一部分
目前业内对10微米和1微米波长切割系统的优劣进行着热烈的讨论。讨论的话题主要是围绕激光针对具体应用的各自性能。遗憾的是,理应得到关注的安全事宜常常被排除在话题之外。
具有固体激光器和CO2激光器的二维激光切割系统属于美国国家标准学会(ANSI)所定义的1级或4级激光安全等级。然而,鉴于输出激光所具有的特定的波长,固体激光器需具备较低的暴露级别以避免危险的发生。明智的制造商们对安全问题先知先觉,在二维固体激光器切割设备的设计和制造阶段就将此纳入考虑的范畴。
制造商们可通过将切割器掩藏于系统内部从而使激光光束处于视线范围之外这一重要的安全举措来避免危险。对固体激光器切割系统而言,这种做法的正确性确凿无疑。相对于具有敞开的顶盖和大面积的可视窗的CO2激光器,固体激光器切割系统必须完全密闭,连最微量的激光逃逸也不放过。固体激光器的可视窗一般较小,由吸收特定波长激光的安全玻璃制成。正如文章开头所述,另一种将安全融入设计过程的途径就是设计和制造二维固体激光设备,这样可使设备符合激光安全等级1,在所有正常工况下均保证安全,而且无需使用昂贵的安全玻璃或要求激光安全专员守驻现场。
从商业经营角度看激光安全问题
对读者而言,在采购新一代激光切割系统时,无论是采用固体或CO2激光器,关注安全不仅仅出于常规注意事项的需要,而且从商业经营的角度来看也不无裨益。若经证实违反了有关安全法规,公司会因罚款及处罚而受到影响。
若公司采用的是某些类型的激光器,会有必要雇佣或将一个员工培训成为专业的激光安全专员,而这将是一笔额外的支出。通过对近期发布的招聘广告进行研读可发现,在美国不同地区有3个“激光安全专员”这样的职位。
激光器安全等级
以下有关激光器安全等级的信息可为激光设备的采购商和用户提供综合的参考。按照ANSI的定义,激光器安全等级共分为4个级别,其描述的安全问题和要求因采用的激光器类型而异。若采用的是CO2激光器,输出激光波长为10 微米(尽管其激光危险度最低,却仍然可能在某些过度暴露的情形下对眼部造成伤害),或者是固体激光器,输出激光波长为1微米(危险度最高)。激光波长由激励激光作用媒质决定。
1级和1M级激光器在所有工作条件下正常使用下均安全。由于该级别的激光器具有极低的能量,因此不会产生危险的光线,或由于激光器本身完全被密闭在仪器内部,因而不会造成因危险性的辐射逃逸而引起的伤害。1M级可能会在使用如小型放大镜这样的光学元器件时构成危险。
2级和2M级激光器是指释放400-760nm波长范围的持续波可见光,或能量大于1级激光最高极限而不超过1mW的脉冲激光的激光器。2M级激光器在借助光学元件观察时可能会有潜在危险。2级激光器只在长时间注视的情况下构成危险,类似于长时间注视太阳。由于2级激光只由可见波长构成,一般下意识地避开强光照射可避免眼睛受到永久性伤害。
3R级激光器在某些直接或高光镜面反射条件下注视可能会有潜在危险,不过在扩散反射条件下观看一般没有危险。该级别激光不会造成皮肤热灼伤或火灾。
3B级激光器除涵盖3级和3R级所描述的潜在危险,还需要激光安全专员的介入,建议采用书面标准规程指导操作。
4级激光器输出最高,在所有等级中的危险级别最高。CO2和固体激光器均属于这一等级。不过,相对更加关注固体激光器安全的原因是由于其激光的波长级别。即使是扩散反射仍会导致伤害。可见激光及近红外激光会导致严重的视网膜受损并灼伤皮肤。直接观看和高光镜面反射这一等级的紫外线和远红外激光会导致眼睛和皮肤表面受伤。此等级的激光还可能导致火灾,4级激光器同样需要激光安全专员的介入及采用书面标准规程指导正确操作。
多因素影响
激光安全问题的复杂程度是不言而喻的。当然,在采购二维激光切割系统或其他类型的激光设备时需要考虑方方面面的问题。除了设计“安全”的设备及要求员工和设备操作者按规章操作确保自身安全,还需要采取其他安全措施来防止激光伤害。其中包括工程控制、管理控制、个人防护设施以及警示标志和标牌。
然而,需要重申的是,重中之重仍是设备设计本身。在决定采购之前,务必事先查明制造商为确保设备操作者安全所采取的措施。哪家提供了设备内所安装的激光器?共振腔的设计和制造商是哪家?厂家以往的安全记录是否可靠?
需确保相应的安全机制已融入设备的设计,先知先觉,才无后顾之忧。

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