Post on 05-Apr-2015
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
1 von 33 Einige Fragen zum Thema „Laser-Anwendungen“
1. Strahleigenschaften kontinuierlicher (cw) oder gepulster (pm) Laser
2. Stimulierte Emission
3. Laser-Sicherheit
Inhalt:
Zusammengestellt von Prof. Dr. Ulrich Sowada, Institut für Mechatronik, FH Kiel.
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
2 von 33 Was ist ein Laser?
Definition:
Ein Laser ist ein Gerät zur Erzeugung von sichtbarer elektromagnetischer Strahlung, in dem der Vorgang der stimulierten Emission eine wesentliche Rolle spielt.
Dazu braucht man (1) ein lichtverstärkendes Medium, (2) eine dafür geeignete Energie-Versorgung und (3) einen Resonator.
Gezeigt ist ein Helium-Neon-Laser ( = 633 nm).
Gasförmiges lichtverstärkendes Medium in Kapillare, durch eine elektrische Entladung gepumpt
Rückspiegel
Auskoppelspiegel
Strahl
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
3 von 33 Wie bekommt man Energie in ein Gas?
Laser mit einem gasförmigen Material werden durch eine Gasentladung in den energetisch angeregten Zustand befördert.
Bei Gaslasern, deren Betriebsgas einen niedrigen Druck hat, benutzt man eine longitudinale Entladung zwischen ringförmigen Elektroden.
Diese Art der Anregung findet man beim Helium-Neon- und beim Argon-Ionen-Laser. Der Strahl ist rotationssymmetrisch.
Strahleigenschaften
Für Gaslaser mit einem hohen Druck des Betriebsgases kann nur eine transversale Entladung zwischen den Elektroden angewendet werden.
Auf diese Weise entsteht die Bevölkerungsinversion z. B. im Excimerlaser. Der Strahl hat rechteckige Symmetrie.
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
4 von 33
Laserstrahlung ist
... und nun wieder ernsthaft ...
Wodurch zeichnet sich Laserstrahlung aus?
(1.) parallel,
(2.) monochromatisch,
(3.) sie kann hohe Intensität besitzen,
und sie kann (4.) in Laserschwertern verwendet werden.
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
5 von 33 Wie parallel ist die Strahlung aus einem Laser?
Streng genommen kann kein Laser „wirklich“ paralleles Licht abgeben! (Wegen des Vorgangs der Beugung bei endlichem Strahldurchmesser)
Lasertyp Divergenzwinkel
parallel monochromatisch hohe Intensität
Nach der erfolgten stimulierten Emission liegen zwei ununterscheidbare Photonen vor. Diese beiden Photonen haben vier Eigenschaften gemeinsam: Richtung, Wellenlänge, Phase und Polarisation. Für die Parallelität der Strahlung ist die Eigenschaft „dieselbe Richtung“ verantwortlich.
HeNe 0,5 - 8 mrad (je nach Leistung)
Ar-Ionen 0,4 - 1,2 mrad
CO2 0,5 - 10 mrad
Excimer 3 mrad * 10 mrad (horizontal * vertikal)
Nd:YAG 10 mrad (blitzlampen-gepumpt) 1 mrad (Scheibenlaser)
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
6 von 33 Wodurch entsteht die hohe Divergenz des Excimerlasers?
Gepulste Laser haben meistens keine beugungsbegrenzte Strahldivergenz.
parallel monochromatisch hohe Intensität
Im Excimerlaser ist das gepulst gepumpte Volumen quaderförmig mit den Abmessungen 23 mm (Breite) * 8 mm (Höhe) * 750 mm (Länge). Innerhalb der Pulsdauer (ca. 15 ns) finden ca. 3 Umläufe (“roundtrips”) statt. Dann brauchen die Strahlen nicht parallel zur optischen Achse zu sein, um alle Umläufe im Resonator ausführen zu können.
Rückspiegel Auskoppelspiegelmradmm
mm10
750
3/23
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
7 von 33 Wie kann man ohne einen Laser geradlinig ausrichten?
parallel monochromatisch hohe Intensität
Schon lange vor der Erfindung des Lasers (1960) hat man geradlinige Strahlbündel aus Licht zum Ausrichten benutzt. Diese Strahlbündel lassen sich aus einem Bündel größeren Durchmessers mit einem Axicon herstellen.
Das Axicon ist ein stumpfwinkliger Kegel aus Glas. Auf der optischen Achse (also geradlinig) addieren sich entlang eines bestimmten Bereichs die einfallenden Strahlen zu verstärkter Sichtbarkeit (fast wie bei einem Laserschwert!!!). Mit einem Laser kann man noch viel besser ausrichten!
Bereich
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
8 von 33 Wofür ist Strahlung mit geringer Divergenz nützlich?
Durch eine fehlerfreie optische Komponente (z. B. Linse) wird ein paralleles Strahlbündel in einem Punkt fokussiert (Brennpunkt). Sein Durchmesser ist gleich Null.
Durch eine fehlerfreie optische Komponente wird ein divergentes Strahlbündel (Winkel in rad: ) in einen Brennfleck fokussiert. Sein Durchmesser ist gleich D:
D = f‘ *
parallel monochromatisch hohe Intensität
Wegen der Beugung ist immer ein kleiner Divergenzwinkel vorhanden. Linsen mit Abbildungsfehler (sphärischer Aberration) vergrößern D weiter.
Strahleigenschaften
f‘
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
9 von 33 Welche Probleme gibt es, wenn der Strahl in eine Faser soll?
Eine optische Faser ist gekennzeichnet durch (1) einen festen Wert für die Numerische Apertur und (2) den Kerndurchmesser. Bei gegebenem Strahlradius ist dadurch die Brennweite der Linse festgelegt.
Eine für die quantitative Strahlcharakterisierung wichtige Größe ist das Strahlparameter-Produkt aus Durchmesser und Divergenzwinkel:
2R * (in mm * mrad)
parallel monochromatisch hohe Intensität
Je kleiner der Wert für das Strahlparameter-Produkt ist, desto kleiner kann der Faserkern-Durchmesser gewählt werden, was vorteilhaft ist.
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
10 von 33 Ein Beispiel zur Faser-Einkopplung
Beispiel:
Ein Festkörperlaser hat einen Strahldurchmesser von 6 mm und einen Wert für das Strahlparameter-Produkt von 60 mm * mrad (rotationssymmetrisch). Wie muss die Einkopplung in eine Glasfaser aussehen, wenn die Numerische Apertur der Faser 0,22 beträgt?
Der halbe Kegel-Winkel beträgt:
Wenn wir den Wert des Strahlparameter-Produkts durch teilen, erhalten wir den kleinstmöglichen Faserdurchmesser:
parallel monochromatisch hohe Intensität
Für die praktische Durchführung ist zu beachten, dass ein Laserstrahl mit z. B. einer Leistung von 1 kW an der Stirnfläche der Faser eine Leistungsdichte von ca. 106 W/cm² erreicht; das reicht zur Bearbeitung von Schmutzpartikeln aus. Die Faserflächen müssen daher dauerhaft sauber gehalten werden!
rad22,07,12)22,0arcsin( 0
mmmrad
mradmmd 3,0
220
*60
Die Brennweite sollte 13 mm betragen: mmmmR
f 1323,0
3
tan'
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
11 von 33 Strahlführung mit optischen Fasern?
Die Strahlung aus einer Faser ist nicht parallel, sondern divergent. Der Winkel ist durch die Numerische Apertur festgelegt. Bei Verwendung einer Sammellinse entsteht der Fleck höchster Intensität nicht im Brennpunkt, sondern im Bildpunkt (Abbildungsgleichung!).
parallel monochromatisch hohe Intensität
g b
Die Bildgröße hängt vom Abbildungsmaßstab ab, und damit auch die Bestrahlungsstärke (Leistung pro Fläche).-
Dieses muss auch bei medizinischen Anwendungen berücksichtigt werden.
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
12 von 33 Faser-geführter Laserstrahl zum Schweißen
Aus einer kleineren Faser lässt sich die Strahlung auf einen kleineren Fleck abbilden. Daher werden für Anwendungen von optischen Fasern Laser mit geringem Strahlparameter-Produkt und die kleinstmögliche Faser angestrebt.
parallel monochromatisch hohe Intensität
Die Firma Trumpf-Lasertechnik bietet eine „Quattro-Faser“ an. Jede der vier dünnen Fasern (Durchmesser 0,15 mm) wird von einem 1 kW-Scheibenlaser mit gutem Wert für das Strahlparameter-Produkt (6 mm * mrad) versorgt.
Die erzielten Schweißergebnisse sind besonders für Aluminium von bemerkenswert hoher Qualität. Dadurch wird flexibles Schweißen mit Robotern attraktiv (IFSW, Universität Stuttgart).
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
13 von 33 Welche Wellenlängen sind durch welche Laser erreichbar?
Wellenlänge in m
0.1 0.2 0.3 0.5 1.0 2 3 5 10
HeNe
Ruby
Nd:YAG
Ho:YAG
CO CO2Ti-Sapphire
Ar-Ion
XeCl
KrF
ArF
Nd:YAG(2)
Streng genommen ist kein Laser „wirklich“ monochromatisch!
parallel monochromatisch hohe Intensität
Nd:YAG(2) heißt frequenz-verdoppelt ( = 532 nm)
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
14 von 33 Wie monochromatisch ist ein Laser?
parallel monochromatisch hohe Intensität
Beispiel: Ar-Ionen-Laser
Es handelt sich um einen Laser mit gasförmigem Medium (gasförmiges Argon), in dem die Lichtverstärkung durch stimulierte Emission bei 488 nm abläuft (f = c/ = 6,15 * 1014 Hz). Dieses Medium wird in den Zustand der Bevölkerungsinversion gebracht, indem man eine elektrische Entladung zündet. Dadurch entstehen im Plasma Temperaturen von 2 000 0C. Die Argon-Ionen (Atomgewicht 40) haben dann eine mittlere Geschwindigkeit v:
s
m
kg
KKJ
M
Tkv
Ar
120010*7,6
2300*/10*38,1*3**326
23
Durch den Doppler-Effekt ergibt sich eine Frequenzunschärfe f (Flugrichtung vom Beobachter weg oder auf ihn zu, daher Faktor 2):
Das ist äquivalent zu einer Wellenlängenunschärfe von:
nmc
v004,0
2*
HzHzc
vff 9
814 10*5
10*3
1200*2*10*15,6
2*
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
15 von 33 Welchen Einfluss hat der Resonator auf die Wellenlängen?
parallel monochromatisch hohe Intensität
Was wir soeben mit = 0,004 nm berechnet haben, ist nicht die Breite des Wellenlängen-Spektrums für das abgestrahlte Licht, sondern die Breite der Verstärkungsfähigkeit des lichtverstärkenden Mediums aus heißem Gas.
Im Resonator bilden sich longitudinale Lasermoden aus. Das sind optische Eigenschwingungen. Bedingung: An den Spiegeloberflächen müssen Schwingungsknoten liegen, weil für diese Moden die Verluste klein sind und sich dann stehende Wellen bilden.
Rückspiegel Auskoppelspiegel
Im Resonator mit dem Spiegelabstand L haben nur diejenigen Wellenlängen n Platz, für die ein ganzzahliges Vielfaches einer halben Wellenlänge gleich L ist.
L
,...3,2,12
*
n
nL n
n/2
Strahleigenschaften
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16 von 33 Welche Wellenlängen werden verstärkt?
parallel monochromatisch hohe Intensität
Im Resonator der Länge L = 25 cm entspricht die Wellenlänge 488 nm einem n = 1 024 590. Wenn wie die Wellenlängen n+1, n und n-1 berechnen, erhalten wir:
Eine Resonatorlänge von 25 cm ergibt also einen Abstand der longitudinalen Moden von 0,0005 nm, ein längerer Resonator einen noch kleineren Wert. Bei einer Verstärkungsbreite von 0,004 nm liegen daher viele Wellenlängen im spektralen Bereich der Verstärkung.
Verstärkungsprofil
mögliche Wellenlängen im Resonator Ob die Verstärkung für die Entstehung einer Lasermode ausreicht, hängt auch noch von den Verlusten im Resonator ab.
nmn
Ln 9996,487
1
*21
nm
n
Ln 0006,488
1
*21
nm
n
Ln 0001,488
*2
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
17 von 33 Wieso ist die Wellenlänge des Lasers wichtig?
parallel monochromatisch hohe Intensität
Wenn wir Atome zur Fluoreszenz anregen wollen, muss die einfallende Strahlung genau zur Energie des atomaren Übergangs passen.
Bei der Materialbearbeitung von Metallen sollte der Laser eine Wellenlänge haben, die von der Oberfläche nicht gut reflektiert wird. Sonst müsste eine sehr viel höhere Leistung eingesetzt werden, um im Metall noch ausreichende Wärmewirkung zu erzielen.
Bei der Bearbeitung von Kunststoffen kann man die Wellenlänge so wählen, dass die Absorption dort geschieht, wo sie gewünscht ist.
Beim Einsatz in der Interferometrie ist es hilfreich, wenn der Laser nur eine Wellenlänge aussendet (“single-mode laser”), um Schwebungen zu vermeiden.
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
18 von 33 Was versteht man unter „Intensität“?
parallel monochromatisch hohe Intensität
Unter Intensität versteht man die Leistungsdichte = Leistung P pro Fläche A. Für einen Laserstrahl mit fester Querschnittsfläche A im Brennfleck ist die Leistung P als Funktion der Zeit t interessant.
P
t
Laser eingeschaltet
Man spricht von einem cw-Laser (= “continuous wave”); er ist solange „an“, bis man ihn ausschaltet.
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
19 von 33
parallel monochromatisch hohe Intensität
Ein gepulster Laser (pm = “pulsed mode”) geht selbständig aus und muss immer wieder eingeschaltet werden. Wichtige Parameter des Strahls sind Pulsdauer tp, Pulsenergie Wp, Pulsleistung Pp und mittlere Leistung Pav. Als Pulsfolgefrequenz fp bezeichnet man 1/t.
P
t
Pp
tp
ppp tPW * ppp
av fWt
WP *
t
Reicht eine Zahl für die Festlegung der „Leistung“ aus?
Es gibt Laser mit fester Pulsfolgefrequenz und andere, die auf einen Triggerpuls warten, bevor sie einen Laserpuls abgeben.
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
20 von 33
5 mW: CD-Spieler
10 mW: DVD
100 mW: CD-R
250 mW: Sony-Laserdiode im CD-R-Brenner
100 - 5000 W: Laser-Schneidanlagen
700 TW: NIF (national ignition facility)
Das Bild zeigt die Anlage NIF im Lawrence Livermore Laboratory, (LLNL), Californien. Parameter:
1,8 MJ in 192 Strahlen in 3,5 ns. Fertigstellung: 2010.
Welche Leistungen sind durch welche Laser erreichbar?
Laserdiode
5 mm
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
21 von 33 Mit Laser-Messtechnik immer cool bleiben ...
In der Messtechnik soll das bestrahlte Werkstück meistens nicht zerstört werden.-
Gezeigt: Einsatz einer Laser-Diode niedriger Leistung bei der Auslese einer compact disc (CD) oder digital versatile disc (DVD).
Anwendung von Lasern hat etwas mit intelligenter Nutzung optischer Komponenten zu tun, hier für die Drehung der Polarisationsebene um 900.
Strahleigenschaften
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
22 von 33 Was passiert bei der stimulierten Emission?
Was einen Laser in der Funktion von einer Lampe unterscheidet, sind die Strahleigenschaften. Sie werden durch den Vorgang der „stimulierten Emission“ festgelegt. Mit der Emission und Absorption von Strahlung hat sich vor 100 Jahren Max Planck (1858 - 1947) beschäftigt.
Stimulierte Emission
Er hatte im Jahr 1900 die Formel aufgestellt, mit der die spektrale Strahldichte L eines absolut schwarzen Körpers der Temperatur T für jede Wellenlänge bei zwei Energieniveaus E1 und E2 berechnet werden kann (das Plancksche Strahlungsgesetz):
1e
hc2
LkT
EE
5
2
12
h = Plancksche Konstante
c = Lichtgeschwindigkeit
k = Boltzmann-Konstante
T = Temperatur
= Wellenlänge des Lichts
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
23 von 33 Wie sieht die Kurve zum Planckschen Gesetz aus?
Stimulierte Emission
Dieses Gesetz ist in der Lage, die von einem schwarzen Körper abgestrahlte Leistung für gegebene Temperatur T für jede Wellenlänge zu berechnen.
Rätselhaft an dieser Gleichung sind zwei Dinge: die Konstante h (Plancksche Konstante) und die „-1“ im Nenner.
Plancksches Gesetz (3500 und 4000 K)
0,0E+00
5,0E+11
1,0E+12
1,5E+12
2,0E+12
2,5E+12
0 500 1000 1500 2000 2500
Wellenlänge in nm
Str
ah
ldic
hte
Die Kurve geht sowohl für kurze als auch für lange Wellenlängen asymptotisch gegen Null. Dazwischen liegt ein Maximum, das sich mit höherer Temperatur zu kürzeren Wellenlängen hin verschiebt. Diese Kurven waren bekannt, und Planck schuf die passende Gleichung.
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
24 von 33 Wer hatte den entscheidenden Gedanken?
Stimulierte Emission
Dass es stimulierte Emission geben muss, hat zuerst Albert Einstein (1879 - 1955) im Jahr 1916 herausgefunden. Er hatte verstanden, was die „-1“ bedeutet.
Wir sehen ihn hier im Arbeitszimmer seiner Wohnung in Berlin (die Aufnahme entstand ca. 1920).
Links an der Wand hängt ein Bild von Isaac Newton. Einstein fühlte sich gerade ihm besonders nahe.
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
25 von 33 Wie ist Einstein auf diesen Gedanken gekommen?
Stimulierte Emission
Um diese Formel aus den physikalischen Vorgängen herzuleiten, ging Albert Einstein von drei verschiedenen Mechanismen der Wechselwirkung zwischen Photonen und Atomen oder Molekülen aus.
Photon
1. Absorption
Energie
E1
E2
2. Spontane Emission
Energie
E1
E2
3. Stimulierte Emission
Energie
E1
E2
Durch einen Vorgang wird das Atom in den angeregten Zustand E2 befördert.
Demgegenüber gibt es zwei Vorgänge, die für den Übergang in den Grundzustand E1 zuständig sind.
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
26 von 33 Wie sehen die Übergangswahrscheinlichkeiten aus?
Stimulierte Emission
Aus dem Grundzustand (1) wird der angeregte Zustand (2) durch Absorption von Licht (L) bevölkert; spontane und stimulierte Emission entvölkern ihn wieder.
Die drei Differentialgleichungen für die drei Übergänge („Ratengleichungen“) lauten:
1. Absorption
2. Spontane Emission 3. Stimulierte Emission
L*N*Bdt
dN212
12
212
12 N*Adt
dN
L*N*Bdt
dN121
21
N1 = Zahl der Atome im Energiezustand E1
L = Leistungsdichte des Lichts der geeigneten Wellenlänge
N2 = Zahl der Atome im Energiezustand E2
A, B = Wahrscheinlichkeiten des Übergangs
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
27 von 33 Was folgt aus der Gleichgewichtsbedingung?
Stimulierte Emission
Im thermodynamischen Gleichgewicht gehen genauso viele Atome vom Grundzustand (E1) in den angeregten Zustand (E2) wie vom angeregten in den Grundzustand über:
Gleichgewicht:
Besetzung (Boltzmann):
Leistungsdichte des Lichts:
B1-2 = B-Koeffizient für Anregung
B2-1 = B-Koeffizient für stimulierte Emission
A2-1 = A-Koeffizient für spontane Emission
12kT
EE
21
12
Be*B
AL
12
L*B*NA*NL*B*N 122122211
kT
EE
12
12
e*NN
Die Besetzung N2 des oberen Energiezustandes E2 bleibt stets kleiner als N1, die Besetzungsdichte des unteren Energiezustandes E1. Dieses folgt aus der Boltzmann-Statistik (k = Boltzmann-Konstante).Wenn dieses in den Ausdruck für das Gleichgewicht eingesetzt wird, können wir die Formel nach L auflösen und erhalten:
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
28 von 33 Haben wir Einstein beim Entdecken über die Schulter gesehen?
Stimulierte Emission
Wenn B2-1 gleich B1-2 ist (und nur dann) entsteht nach Division im Zähler und Nenner durch B2-1 der folgende Ausdruck (D = A2-1/B2-1):
Das hat dieselbe Form wie das Plancksche Strahlungsgesetz mit D = 2hc2/5!!!
1e
DL
kT
EE 12
Vermutlich hat Einstein auf diese Weise entdeckt, welche physikalischen Grundlagen für die Form des Planckschen Gesetzes verantwortlich sind:
1. Übergänge im Atom geschehen nur zwischen festen Energieniveaus.
2. Es gibt drei Arten der Wechselwirkung zwischen Atomen und Licht, darunter die mysteriöse stimulierte Emission.
3. Die beiden B-Koeffizienten müssen gleich sein.
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
29 von 33 1960: Der erste Laser!
Stimulierte Emission
Der erste Laser wurde am 16. Mai 1960 durch Theodore Maiman in Betrieb genommen. Es handelte sich um einen Rubin-Laser, gepumpt durch eine spiralig gewundene Blitzlampe in einem zylindrischen Reflektor. Der Laser war nicht sehr groß.-
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
30 von 33 Wie sieht es mit der Sicherheit von Lasern aus?
Es gibt 4 verschiedene Sicherheitsklassen, die sich für cw-Laser noch sehr übersichtlich anordnen lassen. Die Einordnung für gepulste Laser ist schwieriger.
Quelle:“Safety with Lasers and Other Optical Sources”, David H. Sliney, Myron L. Wolbarsht, Plenum Publishing, N. Y. (1980)
Sicherheit
10 W
1
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
10-8
10-9
10-10
400 600 800 1000 1200 13000 nm
Class II
Class I
Class III
Class IVEin Laser, der Stahl schmelzen kann, wird auch biologisches Gewebe bearbeiten können. Das ist wichtig für die Sicherheit!
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
31 von 33 Gibt es überhaupt sichere Laser?
Damit sich Anwender nicht gegen die Lasersicherheit sperren, muss der Eindruck vermieden werden: „Ein Laser ist nur dann sicher, wenn er keinen Strahl abgeben kann.“
Sicherheit
Bei dieser Einstellung müsste man sonst demnächst auch das Essen mit Messer und Gabel verbieten.
Die Anwesenheit von Lasern einer bestimmten Gefährdungsklasse wird durch Warnschilder, die an den Türen von außen angebracht sind, angezeigt.
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
32 von 33 In Deutschland gilt die VDE 0837, Teil 1
Klasse 1: Die zugängliche Laserstrahlung ist unter vernünftigerweise vorhersehbaren Bedingungen ungefährlich.
Klasse 1M: Die zugängliche Laserstrahlung liegt im Wellenlängenbereich zwischen 302,5 nm bis 4000 nm. Die zugängliche Laserstrahlung ist für das Auge ungefährlich, solange der Querschnitt nicht durch optische Instrumente (Lupen, Linsen, Teleskope) verkleinert wird.
Klasse 2: Die zugängliche Laserstrahlung liegt im sichtbaren Spektralbereich (400 - 700 nm). Sie ist bei kurzzeitiger Einwirkungsdauer (bis 0,25 s) ungefährlich, auch für das Auge. Zusätzliche Strahlungsanteile außerhalb des Wellenlängenbereichs erfüllen die Bedingungen für Klasse 1.
Klasse 2M: Die zugängliche Laserstrahlung liegt im sichtbaren Spektralbereich (400 - 700 nm). Sie ist bei kurzzeitiger Einwirkungsdauer (bis 0,25 s) ungefährlich, auch für das Auge, solange der Strahlquerschnitt nicht durch optische Instrumente verkleinert wird. Zusätzliche Strahlungsanteile außerhalb des Wellenlängenbereichs erfüllen die Bedingungen für Klasse 1M.
Sicherheit
SicherheitStimulierte EmissionStrahleigenschaften
33 von 33 VDE 0837 Teil 1
Klasse 3A: Die zugängliche Laserstrahlung ist für das Auge gefährlich, wenn der Strahlquerschnitt durch optische Instrumente verkleinert wird.
Klasse 3R: Die zugängliche Laserstrahlung liegt im Wellenlängenbereich zwischen 302,5 nm bis 106 nm und ist gefährlich für das Auge. Die Leistung beträgt maximal das fünffache der zulässigen Laserstrahlung der Klasse 2.
Klasse 3B: Die zugängliche Laserstrahlung ist gefährlich für das Auge und häufig auch für die Haut.
Klasse 4: Die zugängliche Laserstrahlung ist sehr gefährlich für das Auge und gefährlich für die Haut. Auch diffus gestreute Strahlung kann gefährlich sein. Die Laserstrahlung kann Brand- und Explosionsgefahr verursachen.
Sicherheit