Лазерное излучение (ЛИ) - представляет собой особый вид электромагнитного излучения, генерируемого в диапазоне длин волн 0,1... 1000 мкм, отличающиеся монохроматичностью, когерентностью и высокой степенью направленности. Диапазон спектра – от рентгеновского через ультрафиолетовый, видимый, инфракрасный до субмиллиметрового диапазона.
Оптический квантовый генератор (ОКГ) – лазер - состоит из рабочего пола (активная среда), лампы накачки и зеркального резонатора. Принцип действия основан на использовании вынужденного электромагнитного излучения, возникающего в результате возбуждения квантовой системы активной среды.
Активной средой могут быть:
твердый материал: рубины, активированное неодимом стекло, алюмоитттриевый гранат, пластмассы;
полупроводниковые материалы (Zn (цинк), S (сера), ZnO (оксид цинка), CaSe (селенид кальция), Te (теллур), TbS (сульфид свинца), CaAs (арсенид галлия) и др.);
жидкость с редкоземельными активаторами или органическими красителями (пиридин, бензол, толуол, бромнафталин, нитробензол);
|
|
газовые материалы (смесь гелия с парами кадмия, аргон, криптон, ксенон, гелий, углекислый газ).
Для образования излучения активная среда подвергается т.н. «накачке» путем бомбардировки ее (непрерывной или импульсной) световым пучком специальной лампы накачки и др. методами (электрический разряд в газах, химические реакции, бомбардировка электрическим пучком). Сильная световая вспышка лампы переводит электроны активной среды из спокойного состояния в возбужденное, образуется лавинный поток световых фотонов. Зеркальный резонатор формирует узкий монохроматичный когерентный (строго направленный) световой пучок высокой энергии.
Для разных целей применяют лазеры с разным длинами волн, энергий и мощностью.
Стационарные и передвижные, сверхмощные и маломощные лазеры нашли широкое применение:
При рассмотрении физических характеристик лазерного излучения объектами изучения являются:
— пучок излучения, характеризуемый энергией лазерного излучения Е (Дж), энергией импульса лазерного излучения ЕИ (Дж), мощностью Р (Вт), плотностью энергии WС (Дж/см2) и мощности WР (Вт/см2);
— поле излучения, характеризуемое потоком излучения Ф, F, Р (Вт), поверхностной плотностью потока излучения ЕЭ (Вт/м2), интенсивностью излучения I, S (Вт/м2);
— источник излучения характеризуется излучательной способностью RЭ (Вт), энергетической силой излучения IЭ (Вт/ср), энергетической яркостью Lе (Вт/м2);
— приемник излучения характеризуется облученностью (энергетической освещенностью) Ее (Вт/м2) и энергетическим количеством освещения Не (Дж/м2).
Излучение также характеризуется временными параметрами: длительностью импульса τ, частотой повторения импульсов f, длительностью воздействия излучения t, длиной волны λ.
|
|
При эксплуатации лазерных установок обслуживающий персонал может подвергаться воздействию ряда опасных и вредных производственных факторов.
Основную опасность представляет прямое, зеркальное и диффузно отраженное и рассеянное лазерное излучение.
По степени опасности лазеры разделяются на классы:
0 – безопасные: выходное излучение не представляет опасности для биологической ткани при остром и хроническом воздействии;
I – малоопасные: воздействие прямого и зеркального отраженного излучения только на глаза;
II – средней опасности: воздействие на глаза прямого, зеркального и диффузно отраженного излучения, а также прямого и зеркального отраженного излучения на кожу;
III – опасные: воздействие на глаза, кожу прямого, зеркального и диффузно отраженного излучения. Кроме того, работа лазеров сопровождается возникновением других опасных и вредных производственных факторов;
IV – высокой опасности: к опасностям, свойственным лазерам II-III класса, добавляется ионизирующее излучение с уровнем, превышающим ПДУ.
Классификацию лазеров по степени опасности осуществляют на основе временных, энергетических и геометрических (точечный или протяженный источник) характеристик источника облучения и предельно допустимых уровней (ПДУ) лазерного излучения.
Типы лазеров:
- Эксимерные –режим работы – импульсный;
- аргон (активная среде) –режим работы- непрерывный и импульсный;
- гелий неон (активная среде) –режим работы- непрерывный;
- Рубин – импульсный;
- углекислый газ (активная среде) –режим работы- непрерывный