Protezione e applicazione del laser a infrarossi

Il laser a infrarossi vicino si riferisce a un laser con una lunghezza d'onda nell'intervallo di 700 nanometri a 1400 nanometri. Questa banda è tra luce visibile e infrarossa a medio e ha proprietà fisiche uniche e ampio valore dell'applicazione. Questo tipo di laser ha una buona penetrazione dei tessuti e può raggiungere una profondità di penetrazione di diversi millimetri o persino centimetri nei tessuti biologici; È relativamente lontano dal picco di assorbimento dell'acqua, che può ridurre il danno termico non specifico; La perdita di trasmissione nell'atmosfera è piccola, che è adatta per applicazioni a lunga distanza.

1. Classificazione dei laser YAG
ND: i laser YAG sono il tipo più importante di laser solidi nel campo dei laser a infrarossi vicini e di solito producono laser a infrarossi vicini con una lunghezza d'onda di 1064 nm. Secondo la modalità di lavoro e le caratteristiche delle prestazioni, possono essere divisi nei seguenti tipi principali:

• Onda continua (cw) nd: laser yagPuò fornire una produzione laser continua stabile, con una potenza di uscita che va da alcuni watt a diversi chilowatt e sono utilizzati principalmente nella lavorazione dei materiali, nella chirurgia medica e nella ricerca scientifica. I suoi vantaggi sono uscite stabili e alta qualità del raggio.
• Q-switchd ND: laser YAGpuò generare impulsi brevi a livello di nanosecondi attraverso la tecnologia di commutazione Q, con la potenza di picco che raggiunge i megawatt o anche più in alto. Ampiamente utilizzato nel radar laser, nel distacco laser, nella marcatura laser e nella bellezza medica.
• Laser YAG bloccati in modalitàPuò generare impulsi ultraschi di picosecondi o persino femtosecondi e avere importanti applicazioni nella spettroscopia ultraveloce, nell'elaborazione micro-nano e nell'imaging biomedico.
• Laser YAG raddoppiati in frequenzaConverti la luce del vicino infrarosso da 1064 nm in uscita di lunghezze d'onda più brevi attraverso cristalli non lineari, espandendo l'intervallo di applicazione dei laser YAG.

2. Scenari di applicazione
I laser a infrarossi vicini hanno mostrato un ampio valore di applicazione in molti campi.

• In campo medico,ND: i laser YAG sono ampiamente utilizzati in vari trattamenti chirurgici e applicazioni cosmetiche, come la fotocoagulazione della retina, il trattamento dell'iperplasia prostatica e la bellezza della pelle.

• Nel campo della produzione industriale,I laser a infrarossi vicini vengono utilizzati principalmente per l'elaborazione e il trattamento del materiale. I laser ND continui ad alta potenza: YAG vengono utilizzati per la saldatura e il taglio dei metalli, mentre i laser ND: YAG a commutazione Q sono ampiamente utilizzati nella marcatura di precisione, nell'elaborazione dei micro-buchi e nel trattamento della superficie.

• Il campo della ricerca scientificaè un'importante forza trainante per la tecnologia laser a infrarossi vicini. I sistemi laser YAG bloccati in modalità forniscono un potente strumento per lo studio di fenomeni ultravelici e sono ampiamente utilizzati in ottica non lineare, ottica quantistica e spettroscopia ultraveloce.

• Campi militari e di sicurezzasono anche scenari di applicazione importanti per laser a infrarossi vicini. I campionati di gamma laser e gli indicatori target laser sono componenti chiave di armi e attrezzature moderne; I sistemi radar laser svolgono un ruolo importante nella ricognizione del campo di battaglia e nel monitoraggio ambientale.

3. Possibili pericoli causati da laser a infrarossi
I laser a infrarossi vicini possono causare una varietà di pericoli al corpo umano e alle attrezzature durante l'uso.

• Danno agli occhiè la lesione laser più grave e comune, perché i laser a infrarossi vicini possono penetrare nella cornea e le lenti e agire direttamente sulla retina. Anche con laser a media potenza, l'esposizione a breve termine può causare ustioni retiniche, emorragia e persino perdita di visione permanente.

• Danno della pelleè un altro pericolo laser comune. I laser ad alta potenza a infrarossi possono causare ustioni cutanee, manifestate come eritema, vesciche e persino carbonizzazione. L'esposizione a lungo termine e ripetuta a laser a bassa potenza a basso consumo può causare lesioni cutanee croniche.

• Il rischio di incendio e esplosione causati dai laser non può essere ignorato.Alta potenzaLe travi laser a infrarossi il vicino possono accendere molti materiali comuni. Inambienti ricchi di ossigeno o luoghi con gas infiammabili ed esplosivi, i laser possono diventare fonti di accensione e causareincidenti gravi.

• Pericoli elettricisono un altro tipo di rischio associato ai sistemi laser. I laser ad alta potenza di solito richiedono un alimentatore ad alta tensione di diverse migliaia di volt e il funzionamento improprio può causare incidenti di scosse elettriche. I condensatori del sistema laser possono ancora immagazzinare pericolosi quantità di elettricità anche dopo che la potenza è stata spenta.

4. Selezione diEquipaggiamento protettivo laser
In considerazione dei potenziali pericoli dei laser a infrarossi vicini, è fondamentale scegliere ilAttrezzatura protettiva giusta.

• Occhiali protettivi lasersono le apparecchiature di protezione individuale più elementari e più importanti e la loro selezione deve considerare più parametri tecnici. Per 1064 nm nd: laser YAG, il valore di densità ottica diocchiali protettividovrebbe essere determinato in base alla massima esposizione possibile alla potenza laser.

• Maschere protettive laser e abbigliamento protettivoFornire ulteriore protezione per il viso e il corpo. Le maschere protettive sono generalmente realizzate con materiali speciali che possono resistere al danno dei laser sparsi e dei laser riflessi.Abbigliamento protettivo laserviene utilizzato principalmente per operazioni ad alto rischio nei campi di ricerca medica e scientifica. Di solito è realizzato con materiali appositamente trattati che possono assorbire e disperdere efficacemente l'energia laser.

• Misure di controllo dell'ingegneriasono una parte importante diProtezione laser. Il sistema di interblocco della sicurezza laser può immediatamente tagliare l'uscita laser quando il coperchio di protezione viene accidentalmente aperto. Il sistema di contenimento del raggio laser può ridurre al minimo il percorso di propagazione del laser nell'aria e ridurre il rischio di esposizione accidentale.

• Monitoraggio ambientalee le attrezzature per il monitoraggio della dose personale stanno diventando sempre più importanti nel modernoSistemi di sicurezza laser. I contatori di alimentazione laser e i contatori di energia possono monitorare il livello di radiazioni laser nell'area di lavoro in tempo reale; I sensori di sicurezza laser possono rilevare l'intensità dei laser riflessi e sparsi e emettere allarmi nel tempo.

5. Riepilogo
La tecnologia laser per il vicino infrarosso è penetrata in molti campi chiave come l'industria, la medicina, la ricerca scientifica e i militari, mostrando un grande valore di applicazione e potenziale di sviluppo. Tuttavia, con l'applicazione diffusa arrivano le sfide di sicurezza che non possono essere ignorate. Il potenziale danno dei laser a infrarossi vicino agli occhi e alla pelle, al fuoco e ai rischi elettrici, ecc., Ci richiede tutti di attribuire grande importanza aProtezione della sicurezza laser.