استانداردها و ویژگی های عینک محافظ لیزر

چشم انسان به گونه‌ای طراحی شده است که در شرایط نور کم و نور زیاد به خوبی عمل کند. این کار را با تغییر اندازه دهانه مردمک انجام می‌دهد. در نورکم، مردمک بازتر می‌شود و نور بیشتری وارد چشم می‌شود. در نور شدید مردمک چشم بسته می‌شود و میزان نور ورودی به چشم را محدود می‌کند. هنگامی که نور از منحنی قرنیه، مردمک و عدسی چشم عبور می‌کند، روی ناحیه کوچکی از شبکیه به نام فوویا(Fovea) متمرکز می‌شود. فوویا مرکز شبکیه است و واضح ترین بینایی ما را فراهم می‌کند. این عمل عادی تمرکز نور لیزر توسط چشم باعث افزایش مقدار انرژی و یا توان می‌شود، که توسط شبکیه جذب می‌شود.

از آنجاییکه چشم نمی‌تواند ناحیه مادون قرمز نزدیک را ببیند، نخواهد توانست با پلک زدن یا نگاه کردن به دور در برابر تابش لیزر از خود محافظت کند. از این رو آسیب چشمی ممکن است برای شخص رخ دهد بدون اینکه او از قرار گرفتن در معرض پرتو آگاه باشد. بنابراین چشم های کاربر لیزر باید در طول کار با استفاده از روشی مناسب مانند عینک محافظ چشم،از قرار گرفتن در معرض ناخواسته محافظت شود.

خطرات چشمی پرتو لیزر

بخشهای مختلف چشم می توانند در برابر پرتو لیزر دچار آسیب دیدگی شوند که در زیر به آنها مختصرا اشاره شده است:

• یکی از قسمت های چشم که ممکن است در اثر برخورد اشعه لیزر دچار آسیب شود، قرنیه است. قرنیه عضو حساس و نازکی است و اگر اشعه لیزر به صورت مستقیم به آن بتابد، این قسمت را دچار عارضه خواهد کرد. قرنیه در اثر تماس با اشعه های لیزر ممکن است دچار سوختگی شود.
• از دیگر قسمت های مهم چشم، مردمک است که ممکن است در اثر تماس مستقیم با لیزر، دچار آسیب گردد. این قسمت، ورودی نور به داخل چشم است.
• عنبیه در قسمت پشتی قرنیه قرار گرفته و چنانچه اشعه لیزر به آن برسد ممکن است این قسمت را نیز دچار عوارض کند.
• شبکیه چشم که داخلی ترین قسمت چشم است، از دیگر قسمت های حساس در برابر اشعه های لیزر است. این قسمت، جریان الکترومغناطیسی نور را به پیام عصبی تبدیل می کند و مغز اطلاعات دریافتی را تجزیه و تحلیل می کند. عوارضی مانند کوری چشم و یا سوختگی از جمله خطراتی است که ممکن است به دلیل ورود اشعه لیزر برای شبکیه ایجاد گردد.

این اثرات به عوامل زیر بستی دارند:

• طول موج لیزر
• چگالی توان لیزر
• نوع بافت
• مدت زمان پرتوگیری

برخی از آسیب‌هایی که در اثر پرتو لیزر درچشم ممکن است ایجاد گردد را در جدول زیر مشاهده می نمائید.

در جدول زیر تصویر برخی از این اثرات را مشاهده می فرمایید.

چرا عینک محافظ لیزر ضروری است؟

نه تنها باریکه مستقیم لیزر می‌تواند به چشم‌ها آسیب برساند بلکه پرتوهای منعکس شده و پرتوهای پر‌اکنده‌ی لیزر نیز ممکن است خطرناک باشند. پرتو لیزرهای کم توان نیز می‌توانند آسیب‌های دائمی و جدی بر چشم وارد کنند. خطرهای پرتوها، مخصوصا پرتوهای نامرئی را نمی‌توان احساس کرد، اما با استفاده از عینک‌های مناسب در محیط کار با لیزر، می‌توان از خطرات احتمالی پرتوهای لیزر برای چشم، پیشگیری به عمل آورد.

تذکر: مهمترین عضوی که در معرض خطرات جدی پرتو لیزر قرار دارد چشم می باشد پس حداقل و ضروری ترین کار در حین کارکردن با لیزرها استفاده از عینک محافظ مخصوص می باشد.

ویژگی های عینک محافظ لیزر

برای عینک‌های استاندارد و مخصوص لیزر، باید محدوده‌ی طول موج و میزان تضعیف نور در آن محدوده یا محدوده‌ها، روی دسته یا قاب عینک حک شده باشد. مشخصه‌های عینک‌ لیزر، بر اساس استانداردهای فعلی در جهان را در زیر مختصرا بررسی می نمائیم.

برای عینک‌های محافظ لیزر، استانداردهای خاصی وجود دارد که تضمین می‌کند این عینک‌ها توانایی محافظت از چشم در برابر تابش‌های مضر لیزر را دارند. این استانداردها معمولاً شامل اطلاعاتی درباره طول موج، چگالی نوری  و سطح محافظت در برابر انواع لیزرهای خاص هستند. مهمترین استانداردهای بین المللی را در زیر مختصرا بیان می کنیم:

استاندارد EN 207

• توسط اتحادیه اروپا منتشر شده.
• تمرکز آن بر حفاظت واقعی در برابر پرتو لیزر است، نه فقط جذب نور.
• مشخص می‌کند که آیا عینک می‌تواند تابش مستقیم یا بازتاب لیزر را برای زمان مشخصی تحمل کند.

این استاندارد برای عینک ها کدگذاری مخصوص دارد، مثل:
D LB5 190–315

• “D” نوع پرتو لیزر (پیوسته، پالسی و غیره)
• “LB5” چگالی نوری موردنیاز
• “190–315” بازه طول موج محافظت‌شده به نانومتر

استاندارد EN 208

برای زمانی که اپراتور با لیزرهای هم‌راستا (alignment lasers)کار می‌کند، تعریف شده است دراین استاندارد عینک باید اجازه عبور مقدار کمی از نور لیزر را بدهد تا نقطه لیزر دیده شود ولی همچنان از چشم محافظت کند.

استاندارد ANSI Z136.1

• توسط انجمن ملی استاندارد آمریکا (ANSI) منتشر شده.
• تمرکز بیشتر روی روش‌های ایمنی سیستم لیزر است، اما در آن به الزامات عینک محافظ لیزر نیز اشاره شده.
• در این استاندارد، عینک باید دارای OD مناسب برای طول موج و توان لیزر مورد استفاده باشد.

تمام استاندارد های فوق از معیارهای مهمی مانند چگالی نوری و معیار LB و معیار VLT بهره می برند که در ادامه به تعریف این موارد پرداخته شده است.

معیار چگالی نوری  (OD)

در این معیار تنها اطلاعات حفاظتی که برای عینک در نظر رفته می شود معیار چگالی نوری می باشد. این روش هنوز به طور گسترده‌ای در آمریکا استفاده می‌شود. OD یک عینک، لگاریتم مقدار تضعیفی است که عینک در برابر پرتوی لیزر در یک طول موج مشخص انجام می‌دهد. به عنوان مثال اگر عینک محافظ لیزری پرتوی لیزر ND:YAG را ۱۰۰۰۰۰۰ برابر تضعیف کند، این عینک دارای OD، ۶  در طول موج ۱۰۶۴ نانومتر است. برای  به‌دست آوردن OD ابتدا حداکثر شدت نور لیزر قابل دسترسی، بر حد استاندارد شدت پرتوی لیزر در طول موج مورد نظر تقسیم می‌شود. لگاریتم این عدد حداقل مقدار OD برای عینک را مشخص می‌کند. جدول زیر حداکثر عبور طیف و مقدار تضعیف پرتو لیزر را در معیار OD نشان می دهد.

در واقع عینک‌های محافظ لیزر ازاین جهت خاص هستند که تنها طول موجهای خاصی را تضعیف کنند و سایر طول موج ها را تغییری ندهند تا کاربر بتواند حین کار دید کافی داشته باشد برای نمونه در تصویر زیر یک چگالی نوری یک عینک را مشاده می فرمایید.

معیار LB

معیاری است که توسط استاندارد EN207:2009 تعریف شده‌است. این استاندارد در مورد حفاظت از چشم در برابر پرتوهای لیزر، با استفاده از عینک و یا مواد پلاستیکی، است. معیار LB، علامت‌گذاری‌های لازم بر روی عینک‌های مخصوص کار با لیزر، برای تضمین حفاظت از چشم در برابر پرتوهای لیزر‌ را معرفی می‌کند.

هر معیار LB سه قسمت دارد.

قسمت اول، حالت زمانی باریکه لیزر را بیان می‌کند به این صورت که :

D: نشان دهنده لیزرهای پیوسته، و یا لیزرهایی است که زمان پرتوگیری از آن‌ها بیشتر از ۲۵/۰ ثانیه است.

I: نشان‌دهنده لیزرهای پالسی با عرض پالس بین یک میکرو ثانیه تا ۲۵/۰ ثانیه است.

R: نشان‌دهنده لیزرهای پالسی با عرض پالس بین یک نانوثانیه تا یک میکرو ثانیه است.

M: نشان‌دهنده لیزرهای پالسی با عرض پالس کمتر از یک نانوثانیه است.

این دسته بندی در جدول زیر خلاصه شده است.

حالت زمانی باریکه لیزر در استاندارد EN207

قسمت دوم، طول موج و یا طول موج‌هایی که عینک برای تضعیف آن‌ها ساخته شده است را بیان می‌کند.

قسمت سوم ، اعداد LB است. این اعداد، نشان می‌دهند چگالی توان و یا چگالی انرژی پرتوهایی لیزری که به پس از عبور از عینک به چشم می‌رسند.

مثال

عینک با مشخصات D 532 LB3 می تواند پرتوی لیزر با باریکه نوع D (لیزر پیوسته) در طول موج ۵۳۲ نانومتر را حداقل ۱۰۰۰مرتبه تضعیف کند. (log1000=3)

معیار انتقال نورمرئی (VLT)

معیار VLT یا Visible Light Transmission در عینک‌های محافظ لیزر به مقدار نوری که در طیف مرئی از عینک عبور می‌کند اشاره دارد. این معیار به صورت درصد بیان می‌شود. مثال:

اگر یک عینک VLT برابر 20% داشته باشد، یعنی فقط 20% از نور مرئی عبور می‌کند و 80% آن فیلتر می‌شود.

اهمیت VLT در عینک‌های محافظ لیزر

• راحتی دید: عینکی با VLT خیلی پایین ممکن است باعث تاریکی دید بشود، مخصوصاً در محیط‌های کم‌نور.
• تعادل بین حفاظت و دید: در عینک‌های محافظ لیزر، گاهی برای رسیدن به OD بالا، VLT کاهش پیدا می‌کند، اما باید جوری طراحی بشه که هنوز کاربر دید کافی داشته باشد

معرفی دونمونه عینک محافظ

عینک های زیر محصول شرکت Thorlab می باشد.

لیزر CO2

مشخصات اپتیکی عینک لیزر CO2

لیزر YAG

مشخصات اپتیکی عینک لیزر YAG

جمع بندی

چشم ها اندام های بسیار ظریف و حساسی هستند که بی توجهی یا عدم مراقبت مناسب می تواند باعث آسیب و بروز صدمات جبران ناپذیری به آن ها شود. در محیط هایی که از دستگاه های تولید کننده امواج لیزر استفاده می شود باید از عینک های مخصوص محافظ لیزر استفاده کرد. با رعایت نکات مهمی که باید در هنگام استفاده از عینک لیزر انجام شوند، شامل انتخاب عینک محافظ مناسب، استفاده صحیح از عینک، عدم استفاده از عینک خراب یا آسیب دیده، توجه به تاریخ انقضا (در صورت وجود)، استفاده در محیط‌های خطرناک و رعایت دستورات و هشدارها، می‌توان از تأثیرات سوء اشعه‌های لیزر بر چشمان جلوگیری کرد و ایمنی چشمان را تضمین نمود. همچنین، در صورت بروز هرگونه علائم ناراحتی مانند تاری و خشکی چشم یا مشکل در دید، حتما باید به یک پزشک متخصص چشم مراجعه کرد. مهم است که قبل از خرید و استفاده از عینک لیزر، نیازهای خود و شرایط محیط کار و طول موج دستگاه ها را به دقت بررسی کنید و عینکی با OD مناسب برای محافظت از چشمانتان انتخاب کنید. توجه داشته باشید که این توصیه‌ها نمی‌توانند جایگزین مشاوره و راهنمایی های کارشناسان یا متخصصین چشم و عینک لیزر باشند. همیشه به نکات و دستورالعمل‌های ارائه شده توسط تولید کننده عینک و متخصصین مربوطه توجه کنید.

[1] Optical density