浅谈激光辐射安全(上)
- 分类:激光加工技术
- 作者:杨和逸
- 来源:集萃激光公司
- 发布时间:2024-08-19 16:29
- 访问量:
【概要描述】本文介绍了激光的四大特点及典型应用,从数个角度对激光产品的分类做了说明,特别从激光辐射安全风险等级方面作了分类说明,提出了什么才是安全的激光产品。
浅谈激光辐射安全(上)
【概要描述】本文介绍了激光的四大特点及典型应用,从数个角度对激光产品的分类做了说明,特别从激光辐射安全风险等级方面作了分类说明,提出了什么才是安全的激光产品。
- 分类:激光加工技术
- 作者:杨和逸
- 来源:集萃激光公司
- 发布时间:2024-08-19 16:29
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1、激光是什么?
激光是20世纪的“新四大发明”(原子能 1945年、 计算机1946年、半导体1947年、激光器1960年)之一,它的出现彻底改写了世界科技发展的历史。
激光(LASER)是英文 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(辐射的受激发射光放大)首字母组成的一个词。这个词说明了激光的基本本质。自然界存在着许多自发辐射现象,这些辐射是杂乱无章、随机的。而受激发射产生的辐射具有统一的频率,是步调一致的。在谐振腔注入能量对受激发射产生的辐射进行光放大便产生了激光。
2、激光有哪些特点?
激光具有与众不同的四大特点:
第一个特点是激光器产生的激光非常“纯”。众所周知,光波也是电磁波。激光光波的频率,或者波长非常单一。比如大家可能知道的Nd:YAG固体激光器的波长为1064nm,二氧化碳气体激光器的波长为10600nm。反观大家熟知的太阳,其发射的电磁波的波长覆盖了从伽马射线到工业电波的全谱系。其中人眼可见的光谱只占其中极窄的380nm~780nm的区间。
第二个特点是激光器产生光波波长的一致性导致激光具有很好的相干特性。例如将同一束激光分成两束,再让这两束激光在空间相遇,则相遇处会出现理想的干涉条纹。能够实现干涉现象的空间尺寸和时间长度都远远优于普通光源。
第三个特点是高方向性。激光器产生的光束具有极高的方向性,它的发散角非常小,一般在毫弧度(mrad)数量级。很远处的激光光斑也非常小,与普通照明光源的光束发散特性形成显著的对比。
第四个特点是高亮度。由于激光束的发散角很小,所有的激光能量都包含在细小的光束中,激光的亮度最高可以达到太阳亮度的50~100亿倍。
3、激光的应用
基于激光的四大特性,激光技术获得了广泛的应用。激光被誉为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。目前激光技术已经在通信、医学、加工、测量、娱乐、雷达、防伪、军事、科研、教学等领域得到了广泛应用。比如光纤宽带通信、激光直接通信,激光眼科手术、激光医疗诊断,激光切割加工、激光焊接加工、激光3D打印,激光测距、激光测厚,激光舞台表演、激光水幕动画、激光电视,智能驾驶用激光雷达,激光全息防伪标贴,激光炮、激光制导,激光高速摄影、激光微观科学研究和激光光学演示等。
4、激光产品是如何分类的?
激光产品种类繁多。按产生激光的工作介质的不同可分为气体(如分子、准分子、原子、离子、金属蒸气等)激光器、固体(如红宝石、钕玻璃、Nd:YAG、碟片、光纤等)激光器、半导体激光器、染料激光器、化学激光器、自由电子激光器和X射线激光器等几类。按激光器输出功率高低分为低功率(<100w)激光器、中功率(100w~1000w)激光器和高功率(≥1000w)激光器三类。按激光器工作方式可分为连续波激光器、脉冲激光器、短脉冲激光器和超短脉冲激光器。按激光器输出的激光波长可分为紫外激光器(波长<380nm),可见光激光器(380nm~780nm),红外激光器(波长>780nm)。
在激光技术给社会经济发展带来福利的同时,激光辐射安全风险也伴随而来。水能载舟亦能覆舟。激光辐射属于非电离辐射,国际电工委员会光辐射安全和激光设备标准化技术委员会(IEC/TC76)根据国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)的基础数据制定了IEC 60825系列标准,将激光产品按照其对使用者的安全程度划分为1类、1M类、1C类、2类、2M类、3R类、3B类和4类共8类。每一类均设定了该类的最大可达发射极限限值(AEL)。其中1类的AEL值是最低的,如果在某一激光产品的外部,人员可能接触到的激光最大输出低于1类AEL,则被认为是安全的激光产品。(集萃激光-杨和逸)
【未完,待续】
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