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レーザー光線

レーザー光線の物理的特性:

・レーザー光線は、誘導放出による光の増幅作用によって作られた人工の光で、X線領域から紫外線、可視光線から赤外線の領域に渡って存在する。

誘導放出とは:

エネルギーが高い状態(励起状態)にある原子・分子が、外部からの光(光子)をきっかけに、その光と全く同じ波長、位相、進行方向を持つ新たな光を放出してエネルギーの低い状態に戻る現象です。この現象により、光が連鎖的に増幅(コヒーレント増幅)され、揃った光であるレーザー光が生まれます。

参照:https://ult-laser.com/tips/post-377/

 

・レーザー光線は、180nm から1mm までの波長域にあり、単一波長で位相のそろった指向性の強いものである

・その物理的特性には、指向性(広がらない)、集光性(狭い範囲への集光が可能)、単色性という性格がある。

・また、光子の周波数、及び、時間的・空間的位相がそろっているため、可干渉性(コヒーレンス:波動がきれいに重なり合い、干渉(波同士が強め合ったり弱め合ったりする現象)しやすい性質)がある。

 

レーザー光線による健康障害

・レーザー光線による健康影響にはへの影響と皮膚への影響がある。

・眼への影響としては、角膜火傷(角膜)、水晶体(白内障)網膜火傷(網膜)を起こすことがある。

・皮膚への影響としては、高出力のレーザー光線に対する過度のばく露を受けると軽度の紅斑から水泡形成、熱凝固、炭化までの変化が起こることがある。

 

レーザー発振器

・レーザー発振器は媒質、励起光源、共振器(増幅器)からなる装置で、媒質に励起光源から光を当て、媒質中の原子を励起状態にして(元に戻るときに)光子を放出させ、共振器によって共振させてレーザー光を放出させる装置である。

・レーザーを発生させる機構は、媒質、励起光源、共振器(増幅器)からなる図のような装置である。媒質へ励光源から光を当てると媒質中の原子が励起状態になる。励起状態になった原子は光子を放出して元に戻る。この光子が他の励起状態にある原子に衝突して光子を放出させる(誘導放出)。この光子が2つのミラーの間で反射を繰り返しつつ(共振)レーザーを半反射ミラーから放出するのである。

参照:https://engineer-education.com/production-engineering-26_laser-welding/

 

レーザー機器

・レーザー機器としては、レーザー加工機、レーザーマーカー、通信機器、医療用レーザーメスなどがある。
・レーザー機器を用いる作業としては、レーザー加工機を用いた材料の加工、レーザー機器の開発・修理等、医療業務(レーザー機器を用いた医療行為)などがある。

 

「レーザー製品の安全基準(JIS C 6802)」によるレーザークラス

レーザ製品の安全基準における「レーザークラス」とは:

・レーザ製品の安全基準における「レーザークラス」とは、レーザー光が人体(特に目や皮膚)に与える危険性の度合いに応じて、製品を安全性を分類した規格です。

・日本ではレーザー製品に関する安全性を確保するためにレーザークラスが8つに分類されています。

クラス1 :ルールを守って使用すれば安全

通常の使用状態で安全なもの

例:CD・DVDプレイヤー、レーザープリンター

クラス1M :光学器具の使用以外ではクラス1と同じ安全性

裸眼では安全だが、望遠鏡やルーペなどの光学機器を使うと危険なもの。

クラス1C :少し特殊で取扱時はそれぞれの製品に安全事項を定める

皮膚などに接触させて使用する医療・美容機器向けのクラス。

クラス2 :凝視以外の瞬間的な使用では安全

可視光レーザーで、人間のまばたき反射(約0.25秒)により目が保護されるもの

例:バーコードリーダー、プレゼン用ポインター

クラス2M :光学器具の使用以外ではクラス2と同じ安全性

クラス2の条件を満たすが、光学機器を使うと危険なもの。

クラス3R :直接見るのは危険だがリスクは比較的小さい

直接ビームを見ると危険性が高まるが、比較的低出力なもの

例:一部の測定器、水平器

クラス3B :レーザーを直視することは極めて危険。皮膚への照射にも注意

直接見る、または鏡などの反射光を見るのが非常に危険なもの。

クラス4 :高出力。火災を発生させる危険性もあり取扱注意

非常に高出力で、散乱光や皮膚への照射も危険であり、火災などの恐れもあるもの

例:工業用レーザー加工機、切断機

 

JIS C 6802「レーザー製品の安全基準」に基づく「クラス4」のレーザー機器使用作業に係る作業管理の措置項目:

1 レーザー機器の操作
レーザー機器の操作は、レーザー光線からできるだけ離れた位置で行う
2 光学系調整時の措置
レーザー光線により光学系の調整を行う場合は、調整に必要な最小の出力のレーザー光線により行う
3 保護具等の使用
レーザー光線の種類に応じた有効な保護眼鏡を作業者に着用させるとともに、できるだけ皮膚の露出が少なく、燃えにくい素材を用いた衣服を作業者に着用させる
4 点検・整備
作業開始前に、レーザー機器管理者にレーザー光路、インターロック機能等及び保護具の点検を行わせる。また、一定期間以内ごとに、レーザー機器について専門的知識を有する者に、一定の事項についてレーザー機器を点検させ、必要な整備を行わせる

 

「クラス4」のレーザー機器使用作業に常時従事する労働者の健康管理において行う検査:

雇い入れ又は配置替えの際に視力検査に併せて前眼部(角膜、水晶体)検査及び眼底検査を行うこと。

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