Laser menjadi alat penelitian yang semakin penting dalam kedokteran, fisika, kimia, geologi, biologi, dan teknik. Jika disalahgunakan, mereka dapat menyebabkan silau dan cedera (termasuk luka bakar dan sengatan listrik) pada operator dan personel lain, termasuk pengunjung laboratorium biasa, dan menyebabkan kerusakan properti yang signifikan. Pengguna perangkat ini harus sepenuhnya memahami dan menerapkan tindakan pencegahan keselamatan yang diperlukan saat menanganinya.
Apa itu laser?
Kata "laser" (eng. LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) adalah singkatan dari "amplification of light by induced radiation." Frekuensi radiasi yang dihasilkan oleh laser berada di dalam atau di dekat bagian spektrum elektromagnetik yang terlihat. Energi diperkuat ke keadaan intensitas yang sangat tinggi melalui proses yang disebut "radiasi yang diinduksi laser".
Istilah "radiasi" sering disalahpahamisalah, karena juga digunakan untuk menggambarkan bahan radioaktif. Dalam konteks ini, itu berarti transfer energi. Energi berpindah dari satu tempat ke tempat lain melalui konduksi, konveksi dan radiasi.
Ada banyak jenis laser yang beroperasi di lingkungan yang berbeda. Gas (misalnya, argon atau campuran helium dan neon), kristal padat (misalnya, ruby) atau pewarna cair digunakan sebagai media kerja. Ketika energi disuplai ke lingkungan kerja, ia masuk ke keadaan tereksitasi dan melepaskan energi dalam bentuk partikel cahaya (foton).
Sepasang cermin di kedua ujung tabung tertutup memantulkan atau mentransmisikan cahaya dalam aliran terkonsentrasi yang disebut sinar laser. Setiap lingkungan kerja menghasilkan sinar dengan panjang gelombang dan warna yang unik.
Warna sinar laser biasanya dinyatakan dalam panjang gelombang. Ini adalah non-pengion dan termasuk ultraviolet (100-400 nm), terlihat (400-700 nm) dan inframerah (700 nm - 1 mm) bagian dari spektrum.
Spektrum elektromagnetik
Setiap gelombang elektromagnetik memiliki frekuensi dan panjang unik yang terkait dengan parameter ini. Sama seperti cahaya merah memiliki frekuensi dan panjang gelombangnya sendiri, demikian pula semua warna lain - oranye, kuning, hijau dan biru - memiliki frekuensi dan panjang gelombang yang unik. Manusia dapat merasakan gelombang elektromagnetik ini, tetapi tidak dapat melihat spektrum lainnya.
Sinar gamma, sinar-X, dan ultraviolet memiliki frekuensi tertinggi. inframerah,radiasi gelombang mikro dan gelombang radio menempati frekuensi spektrum yang lebih rendah. Cahaya tampak terletak pada rentang yang sangat sempit di antaranya.
Radiasi laser: paparan manusia
Laser menghasilkan berkas cahaya terarah yang intens. Jika diarahkan, dipantulkan, atau difokuskan pada suatu objek, sinar akan diserap sebagian, meningkatkan suhu permukaan dan interior objek, yang dapat menyebabkan material berubah atau berubah bentuk. Kualitas-kualitas ini, yang telah ditemukan aplikasinya dalam operasi laser dan pemrosesan material, dapat berbahaya bagi jaringan manusia.
Selain radiasi, yang memiliki efek termal pada jaringan, radiasi laser berbahaya, menghasilkan efek fotokimia. Kondisinya adalah panjang gelombang yang cukup pendek, yaitu bagian spektrum ultraviolet atau biru. Perangkat modern menghasilkan radiasi laser, yang dampaknya pada seseorang diminimalkan. Laser berdaya rendah tidak memiliki energi yang cukup untuk menyebabkan kerusakan, dan tidak menimbulkan bahaya.
Jaringan manusia sensitif terhadap energi, dan dalam keadaan tertentu, radiasi elektromagnetik, termasuk radiasi laser, dapat merusak mata dan kulit. Studi telah dilakukan pada tingkat ambang radiasi traumatis.
Bahaya mata
Mata manusia lebih rentan terhadap cedera daripada kulit. Kornea (permukaan depan luar transparan mata), tidak seperti dermis, tidak memiliki lapisan luar sel-sel mati yang melindungi dari pengaruh lingkungan. laser dan ultravioletradiasi diserap oleh kornea mata, yang dapat membahayakannya. Cedera disertai dengan edema epitel dan erosi, dan pada cedera parah - kekeruhan bilik anterior.
Lensa mata juga rentan cedera saat terkena berbagai radiasi laser - inframerah dan ultraviolet.
Namun, bahaya terbesar adalah dampak laser pada retina di bagian spektrum optik yang terlihat - dari 400 nm (ungu) hingga 1400 nm (inframerah dekat). Dalam wilayah spektrum ini, berkas terkolimasi fokus pada area retina yang sangat kecil. Varian eksposur yang paling tidak menguntungkan terjadi ketika mata melihat ke kejauhan dan sinar langsung atau pantul masuk ke dalamnya. Dalam hal ini, konsentrasinya di retina mencapai 100.000 kali.
Jadi, sinar tampak dengan kekuatan 10 mW/cm2 bekerja pada retina dengan kekuatan 1000 W/cm2. Ini lebih dari cukup untuk menyebabkan kerusakan. Jika mata tidak melihat ke kejauhan, atau jika sinar dipantulkan dari permukaan non-cermin yang menyebar, radiasi yang jauh lebih kuat menyebabkan cedera. Efek laser pada kulit tidak memiliki efek pemfokusan, sehingga tidak terlalu rentan terhadap cedera pada panjang gelombang ini.
sinar-X
Beberapa sistem tegangan tinggi dengan tegangan di atas 15 kV dapat menghasilkan sinar-X dengan daya yang signifikan: radiasi laser, yang sumbernya adalah laser excimer yang dipompa elektron berdaya tinggi, sertasistem plasma dan sumber ion. Perangkat ini harus diuji untuk keamanan radiasi, termasuk untuk memastikan pelindung yang tepat.
Klasifikasi
Tergantung pada kekuatan atau energi sinar dan panjang gelombang radiasi, laser dibagi menjadi beberapa kelas. Klasifikasi ini didasarkan pada potensi perangkat untuk menyebabkan cedera langsung pada mata, kulit, atau kebakaran saat terkena sinar secara langsung atau saat dipantulkan dari permukaan reflektif yang menyebar. Semua laser komersial harus diidentifikasi dengan tanda yang diterapkan padanya. Jika perangkat itu buatan sendiri atau tidak ditandai, saran harus dicari tentang klasifikasi dan pelabelan yang sesuai. Laser dibedakan berdasarkan daya, panjang gelombang, dan waktu pemaparan.
Perangkat Aman
Perangkat kelas satu menghasilkan radiasi laser intensitas rendah. Itu tidak dapat mencapai tingkat berbahaya, jadi sumber dibebaskan dari sebagian besar kontrol atau bentuk pengawasan lainnya. Contoh: printer laser dan pemutar CD.
Perangkat dengan kondisi aman
Laser kelas kedua memancarkan di bagian spektrum yang terlihat. Ini adalah radiasi laser, yang sumbernya menyebabkan seseorang memiliki reaksi normal penolakan terhadap cahaya yang terlalu terang (refleks berkedip). Saat terkena sinar, mata manusia berkedip setelah 0,25 detik, yang memberikan perlindungan yang cukup. Namun, radiasi laser dalam kisaran yang terlihat dapat merusak mata dengan paparan yang konstan. Contoh: laser pointer, laser geodetik.
Laser kelas 2a adalah perangkat tujuan khusus dengan daya keluaran kurang dari 1mW. Perangkat ini hanya menyebabkan kerusakan jika terpapar secara langsung selama lebih dari 1000 detik dalam 8 jam kerja sehari. Contoh: Pembaca kode batang.
Laser berbahaya
Kelas 3a mengacu pada perangkat yang tidak melukai mata yang tidak terlindungi dalam jangka pendek. Mungkin berbahaya saat menggunakan optik pemfokusan seperti teleskop, mikroskop, atau teropong. Contoh: laser He-Ne 1-5 mW, beberapa laser pointer dan level bangunan.
Sinar laser kelas 3b dapat menyebabkan cedera jika diterapkan secara langsung atau dipantulkan kembali. Contoh: laser HeNe 5-500mW, banyak laser penelitian dan terapi.
Kelas 4 mencakup perangkat dengan tingkat daya lebih besar dari 500 mW. Mereka berbahaya bagi mata, kulit, dan juga bahaya kebakaran. Paparan sinar, pantulan specular atau difusnya dapat menyebabkan cedera mata dan kulit. Semua tindakan keamanan harus diambil. Contoh: Laser Nd:YAG, pajangan, pembedahan, pemotongan logam.
Radiasi laser: perlindungan
Setiap laboratorium harus memberikan perlindungan yang memadai bagi orang yang bekerja dengan laser. Jendela kamar yang dapat dilalui radiasi dari perangkat kelas 2, 3 atau 4, menyebabkan kerusakan padaarea yang tidak terkendali harus ditutupi atau dilindungi selama pengoperasian peralatan tersebut. Untuk perlindungan mata yang maksimal, berikut ini disarankan.
- Balok harus ditutup dalam selubung pelindung yang tidak memantulkan cahaya dan tidak mudah terbakar untuk meminimalkan risiko paparan atau kebakaran yang tidak disengaja. Untuk menyelaraskan sinar, gunakan layar fluoresen atau pemandangan sekunder; Hindari kontak mata langsung.
- Gunakan daya terendah untuk prosedur pelurusan balok. Jika memungkinkan, gunakan perangkat kelas bawah untuk prosedur penyelarasan awal. Hindari keberadaan objek reflektif yang tidak perlu di area laser.
- Batasi lewatnya balok di zona bahaya selama jam tidak bekerja, menggunakan penutup jendela dan rintangan lainnya. Jangan gunakan dinding ruangan untuk meluruskan sinar laser kelas 3b dan 4.
- Gunakan alat non-reflektif. Beberapa inventaris yang tidak memantulkan cahaya tampak menjadi specular di wilayah spektrum yang tidak terlihat.
- Jangan memakai perhiasan reflektif. Perhiasan logam juga meningkatkan risiko sengatan listrik.
Kacamata
Saat bekerja dengan laser Kelas 4 dengan area bahaya terbuka atau di mana ada risiko pantulan, kacamata pengaman harus dipakai. Jenis mereka tergantung pada jenis radiasi. Kacamata harus dipilih untuk melindungi dari pantulan, terutama pantulan yang menyebar, dan untuk memberikan perlindungan pada tingkat di mana refleks pelindung alami dapat mencegah cedera mata. Perangkat optik semacam itupertahankan visibilitas sinar, cegah kulit terbakar, kurangi kemungkinan kecelakaan lain.
Faktor yang perlu dipertimbangkan saat memilih kacamata:
- panjang gelombang atau daerah spektrum radiasi;
- kerapatan optik pada panjang gelombang tertentu;
- penerangan maksimum (W/cm2) atau daya pancaran (W);
- tipe sistem laser;
- mode daya - sinar laser berdenyut atau mode kontinu;
- kemampuan refleksi - specular dan menyebar;
- bidang pandang;
- adanya lensa korektif atau ukuran yang cukup untuk memungkinkan pemakaian kacamata korektif;
- kenyamanan;
- adanya lubang ventilasi untuk mencegah fogging;
- efek pada penglihatan warna;
- resistensi dampak;
- kemampuan untuk melakukan tugas yang diperlukan.
Karena kacamata pengaman rentan terhadap kerusakan dan keausan, program keselamatan laboratorium harus mencakup pemeriksaan berkala terhadap fitur pelindung ini.
