使 用 激 光 器 的 安 全 注 意 事 项

使 用 激 光 器 的 安 全 注 意 事 项

 一,配备半导体激光光源有利于学生进行实验
 近年来,半导体激光器技术发展很快,价格迅速下降,使得有条件在教学中广泛使用.激光具有发散小,单色性,相干性和高强度的特点.在教学中使用激光作为几何光学实验的光源,具有亮度高,发散小的特点,显示的光路明亮清析.而如果用普通白炽光源,则必须要经光学系统产生平行光,再经过狭缝.光源功率大,温升高,而且从狭缝射出的光亮度仍很不理想.半导体激光光源具有功率小,光学系统简单(只需一个扩束镜),发散小,亮度高的优点,可以作为几何光学实验较理想的光源.
 二,激光光源的局限性
 但是,把激光光源用于教学实验也是有局限性的.
 1,氦氖气体激光器可以输出单模激光,用于几何光学实验仪器有很好的效果.但是气体激光器是电真空仪器,而且需要几百伏高电压,价格较贵.因此只适用于"激光光学演示仪"等仪器.
 2,半导体激光器用电池作电源,体积小,耐振动,价廉.但是半导体激光器的输出不是单模的,只能用于观察光的反射,折射,通过透镜的光路等简单实验.
 3,由于激光的单色性,如果用在观察通过凸透镜的光路时,无法如光具盘用白炽光源那样,可用不同颜色来区分.
 4,激光用于物理光学实验(如干涉,衍射)时不能看到彩色条纹.在有些实验中还需使用白炽光源.
 三,使用激光器的安全注意事项
 由于激光的相干性,即使激光器输出功率很小,也会产生极高的辐射度(即在光束横截面的单位面积上的功率).而且如果激光器发出的光不在可见光频谱内(如在红外区),因肉眼看不见,从而使受伤害的可能性增加.例如激光视盘机("VCD"),计算机的CDROM中的激光就是工作在红外区域.当然,用于光学实验的激光光源输出为红光.
 激光辐射可产生与任何其他红外辐射或紫外辐射同样类型的伤害,即热伤害和光化学伤害.激光能烧伤受辐射的皮肤;强激光束在从一个光亮的(镜状)表面反射时也会造成伤害.某些漫反射激光也是危险的.
 眼睛最容易受激光辐射的伤害.虽然对某些频率的光,眼睛能很快地做出反应(眨眼反应的时间是0.25s),但是由于激光束的能量密度很高,眼睛的反应不足以快得免除伤害.此外,眼睛的两种保护机构眼睑和虹膜,可能不会对某些频率的激光做出反应.结果可能对角膜,晶状体和视网膜或者整个眼球造成辐射伤害甚至可能永久地失去视力.伤害程度取决于激光频率和强度以及辐照时间.快速受热或光化学变化,即使是短时间的,也能引起极大的痛苦.
 激光产生的伤害还不限于辐射伤害,与激光器有关的设备以及激光照射的结果还可能其它危险,例如:激光切割,打孔,焊接产生的反应物(如石棉,一氧化碳,二氧化碳,臭氧,铅,汞,其它金属或生物材料)以及颗粒飞溅;流动气体激光系统的漏气或激光作用的伴生气体(如溴,氯气,氰化氢);由低温致冷剂产生的气体或蒸气;由闪光灯及连续激光放电管发出的紫外辐射可能是相当有害的(尤其是在使用紫外传导管或用石英制的反射镜时,危害相当严重);由闪光管,泵源,靶的再辐射产生的可见近红外辐射的潜在危害;大多数激光器使用高电压,具有电击和烧伤危险;脉冲激光器的电容器组在贮存能量时特别危险;如果不进行适当屏蔽,电子管类器件在阳极工作电压大于5kV时可能发射X射线;低温致冷剂可能引起灼伤;一些大功率激光器工作时可能会产生电容器组,泵装置的爆炸,还可能发生化学激光试剂或实验室内使用的其它气体爆炸等等.
 国家强制性标准规定,激光器分为I,II,III,IV类.其中I类称为"微功率"或"豁免"激光器,认为没有危险,II类称为"小功率"或"低危险"激光器,只有在连续凝视激光光源时才有危险,III类称为"中功率"或"中等危险"激光器,III类还可分为IIIA和IIIB两类,IV类称为"大功率"或"高危险"激光器,甚至漫反射的激光也可造成伤害.激光器的平均输出功率在0.4mW～1mW的为I类,1mW～5mW的为IIIA类,5mW～500mW的为IIIB类,500W以上为IV类.国家规定,教学演示使用的激光器限于I,II类.国标还规定了划分各类激光器的功率.如果波长为700nm的红光,激光照射时间为10min(600s), 则I类激光器输出的最大照射量约为0.085J,II类激光器的输出功率应不大于1mW.
 半导体激光器的输出功率大的可达到5mW,为IIIA类.因此,并不是所有的半导体激光器都能适合在教学中用的.
 半导体激光光源加了扩束镜,把入射的线光源变为垂直于扩束镜轴线的面光源,如图1.
 图 1
 激光器上应有激光安全标志,如图2.并应有安全警示.注明:"激光辐射","勿直视激光束","2类激光产品"或"1类激光产品"
 图 2
 教学中使用II类和I类激光器时仍应注意不要让激光束射入眼睛.由于半导体激光器经扩束镜后激光照射反向改变,因此需要注意不要让扩束后的激光射入眼睛,还要注意激光经镜面或金属反射后射入眼睛.使用前首先需要对学生进行安全教育.