多數激光護目鏡產品達不到防御超快激光的標準

來源:激光制造網    關鍵詞:激光安全, 激光防護眼鏡,    發布時間:2017-12-04

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A NIST-ba<em></em>sed study shows that the wide spectral bandwidth of ultrafast lasers defeats the capabilities of some laser eyewear.

 

用于不同激光波長的激光安全眼鏡。 (圖片:NIST)


大功率超快脈沖激光被廣泛地應用到生物醫療應用和成像、材料加工、工業微加工等等,然而很多激光防護眼鏡是沒有經過超快激光測試的,也就是說目前大多數激光護目鏡可能無法給那些依靠激光護目鏡的技術工人們提供有效的防護。

造成這種情況的主要原因在于眼鏡制造商廣泛遵循典型的測試程序和標準測量來設定其產品規格。 這些方法使用低功率連續波(CW)光源,因此它們不能捕獲實際的高功率脈沖激光工作條件的許多潛在危險, 而且使用者在使用之前很少測試他們的眼鏡在特定應用中的表現。

美國國家標準與技術研究院(NIST)和胡德學院的科學家們已經發表了一項研究, NIST研究員Ted Heilweil說:“其中一些(激光護目鏡)是好的,但是有些在使用超快激光器測試時甚至都沒有達到他們自己的標準。”

超快激光跟連續波不一樣
在一種情況下,一個所謂具有一定光密度的濾光片實際上卻只能提供了比其規格少10,000倍以上的光過濾。其他的濾光片阻擋了它們標準級別的特定波長,但是在附近的波長處卻傳輸了更多的光。

發生這種情況是因為與CW激光器甚至與納秒脈沖激光器不同的是,超快激光脈沖具有寬的光譜帶寬。 但眼鏡制造商通常不會用超快脈沖激光器測試鏡片,或測量在接近額定波長的波長處阻擋多少光線。 實際上,一些制造商根本沒有使用激光來設定他們的規格,而是僅僅依靠具有有限測量能力的標準光譜儀。
因此,研究人員開始研究保護眼鏡中的濾光片在飛秒脈沖下阻止光線的表現。

24個塑料或玻璃過濾器樣品中的每一個均由其制造商評定以阻擋800nm波長的光。 樣品在NIST使用中心波長為800nm的通用超快Ti:藍寶石激光器在80MHz下運行,產生40fs脈沖,脈沖包含從750到900nm范圍的波長。

研究人員發現,每個過濾器對該范圍的各個部分的反應都不相同; 研究人員推測,一個可能的原因是鏡片可能有不同的光吸收染料配方。

例如,一個可以阻擋800納米大部分光的過濾器在面對847納米的光時只阻擋了百分之一。 當中心波長僅改變1%時,許多濾波器不符合他們自己的規格。 一些鏡片在幾秒鐘內被直接照射損壞,結果范圍從接近透明到完全不透明,而有些鏡片在整個波長范圍內的表現都非常好。

制造商應該在特定條件下測試眼鏡
當然,在NIST上進行的各種高精度測量并不是很廣泛,“激光眼鏡制造商建立自己涵蓋了超高速系統所有可能的輸出條件的飛秒激光測試設備是不切實際的”,Heilweil說。 “所以,我們試圖鼓勵制造商使用最好的測試實驗室來測評他們的鏡片,與此同時,同樣重要的是,我們需要讓最終用戶更加了解激光產生的精確波長。 在戴上眼鏡之前,他們需要在他們將要使用眼鏡的具體條件和特定應用中測試自己的眼鏡。“

美國國家標準與技術研究院的研究人員對每個樣品的光密度(OD)進行了重復測量,通常在不同的日子里和不同的激光功率水平下測試。 測試樣品的測量值可重現至±20%以內。 OD是對數標度,研究人員在不同頻率下測量的OD的許多變化在傳輸中變化了100或1000(OD為2或3)或甚至更多。

護目鏡對使用者在使用激光時對眼睛的保護起到至關重要的作用,防護鏡片應在任何情況下對使用者的眼鏡起到保護作用。

譯者/ Nick
Source: Laser foucs world
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