Laserstrahlung besitzt aufgrund der physikalischen Eigenschaften, wie gute Strahlqualität und gute Fokussierbarkeit, in erster Linie für die Augen ein hohes Gefahrenpotenzial. Daher werden zum Schutz der Augen spezielle optische Filter als Laserschutzbrille oder Laserschutzfenster eingesetzt. Da jeder Laser, abhängig von seinem aktiven Medium und seinem Aufbau, zumindest eine aber unter Umständen auch mehrere spezifische Wellenlängen gleichzeitig emittieren kann, benötigt man Filter die an Wellenlänge und Leistung der jeweiligen Strahlquelle angepasst sind. Diese Filter lassen im Idealfall möglichst viel „normales“ Licht, d.h. sichtbares Licht, außerhalb der jeweiligen Laserwellenlängen durch.

Im folgenden Blogbeitrag klären wir deshalb unter anderem, warum wir unsere Augen vor Laserstrahlen schützen müssen!

Eigenschaften Optischer Strahlung

Elektromagnetische Strahlung ist als natürliches Phänomen in fast allen Bereichen des täglichen Lebens zu finden. Wärmestrahlung, Röntgenstrahlung sowie durch radioaktiven Zerfall hervorgerufene γ‑Quanten sind nur einige Beispiele. Elektromagnetische Strahlung entsteht aber auch künstlich an Sendemasten z.B. für Mobilfunk oder Fernsehen. Sie breitet sich ähnlich wie Schall wellenförmig aus und wird durch die Bewegung von Ladungen zueinander hervorgerufen. Im Unterschied zu Schall benötigt die elektromagnetische Strahlung jedoch kein Medium zur Ausbreitung. Wie jedes andere Licht besteht auch Laserstrahlung aus elektromagnetischen Wellen. Elektromagnetische Strahlung im für das menschliche Auge sichtbaren Bereich wird allgemein als Licht bezeichnet.

Grafische Darstellung des Lichtspektrums mit zugehörigen Wellenlängen (Gammastrahlen, Röntgenstrahlen, UV, IR, Radiowellen, Radar)

In diesem ursprünglichen Sinn setzt sich Licht aus der elektromagnetischen Strahlung der Wellenlängen im Bereich von etwa 380 nm bis 780 nm (nm = Nanometer = ein Milliardstel Meter) zusammen. Dieses wird als das sichtbare Spektrum bezeichnet, welches in seiner Gesamtheit als weißes Licht erscheint. Fällt weißes Licht auf ein optisch dispersives Element (z.B. ein Prisma), werden durch die Lichtbrechung die Farben des Spektrums sichtbar. Dieses reicht vom kurzwelligen Violett über Blau, Grün, Gelb, bis hin zum langwelligen Rot. Am langwelligen Rotbereich des Spektrums schließen sich die Infrarot- und am kurzwelligen Blaubereich die Ultraviolettwellen an.

Der Begriff Laserlicht beschreibt jedoch einen wesentlich größeren Bereich des elektromagnetischen Spektrums, der sich von 150 nm bis zu 1 mm, also vom harten UV- bis hin zum infraroten „Licht“, erstreckt.

Warum ist Laserstrahlung gefährlich?

Es ist möglich, das Licht leistungsstarker Laser so stark zu bündeln, dass Leistungsdichten (= Leistung pro Fläche) erreicht werden, die hoch genug sind, um Metalle zu schneiden oder Keramik zu verdampfen. Im Medizinbereich werden mit Laserstrahlung z.B. Tattoos entfernt oder Gewebe geschnitten. Diese Anwendungen zeigen beispielhaft die Möglichkeiten des kontrollierten Einsatzes hochenergetischer Laserstrahlung. Ein großes Gefahrenpotential liegt dagegen in der unbeabsichtigten, zufälligen Bestrahlung des Menschen. Dabei sind besonders die Augen gefährdet, da sie wesentlich empfindlicher auf Licht reagieren und bereits bei einem Blick in einen Laserstrahl mit geringer Leistung die Gefahr einer irreversiblen Erblindung besteht.

Ein Laserstrahl trifft auf ein Objekt.

Physikalischer Hintergrund

Die einzelnen Wellenzüge der Strahlung eines Lasers stehen zueinander in einer festen Orts- und Zeitbeziehung. D.h. sie sind räumlich kohärent, besitzen eine geringe Divergenz und sind zusätzlich monochromatisch (d.h. haben nahezu die gleiche Wellenlänge). Daher breitet sich ein kollimierter Laserstrahl auch über sehr lange Strecken annähernd parallel aus und die Leistung, die auf eine Fläche, z.B. das Auge trifft, ist nahezu unabhängig vom Abstand zur Strahlquelle selbst. Zum Beispiel ist der Lichtfleck eines Laserpointers stets etwa gleich groß, unabhängig vom Abstand zur Wand. Im Vergleich dazu strahlt eine thermische Lichtquelle, wie z.B. eine Glühlampe, Licht eines breiten Wellenlängenspektrums ab und hat auch hinsichtlich der Ausbreitung keine Vorzugsrichtung. Allein durch die Abstrahlung der Glühlampe in alle Raumwinkel nimmt die optische Leistung, die in das Auge treffen kann, mit zunehmendem Abstand ab.

Auswirkungen für das Auge beim Auftreffen eines Laserstrahls

Eine weitere Gefahr ist neben der auftreffenden Energie bzw. Lichtmenge die sehr gute Fokussierbarkeit des kohärenten Laserlichts. Während die Glühlampe auf der Netzhaut des Auges ein etwa 100 μm großes Bild erzeugt, wird das Laserlicht auf einem Brennfleck von nur wenigen Mikrometern (~10 μm) konzentriert. Physikalisch ausgedrückt emittiert eine Glühbirne inkohärentes Licht. Die Lichtleistung des Lasers, die ins Auge trifft, wird somit auf eine wesentlich kleinere Fläche konzentriert. Die dadurch entstehende Leistungsdichte (Leistung pro Fläche) ist so hoch, dass Gewebe, welches sich in diesem Brennpunkt befindet, sehr schnell aufgeheizt und zerstört wird. Die Stelle des schärfsten Sehens des Auges auf der Netzhaut – der gelbe Fleck (Fovea) – ist allerdings ebenfalls nur wenige Mikrometer groß, so dass man bereits durch einen einzigen Laserimpuls erblinden kann.

Grafische Gegenüberstellung des Lichts einer Leuchte und des Lichts eines Lasers, das jeweils auf ein Auge trifft.

Bei einer optischen Leistung von 1W und einem Abstand von 1m zwischen Lichtquelle und Auge ist die auf die Pupille (Ø 7mm) auftreffende Leistung eines dünnen Laserstrahls im Vergleich zum Licht einer Glühlampe um den Faktor 100.000 größer.

laservision – Kompetenz und Qualität

Seit 2004 gehört laservision zu 100% zur uvex safety group und ergänzt deren Programm für den Arbeitsschutz mit innovativen Laserschutzprodukten. Neben Laserschutzbrillen zählen dazu z.B. auch Laserschutzfilter und -fenster sowie die Produktfamilie an großflächigem Laserschutz für die unterschiedlichsten Anwendungen. Mit laservision USA bedient laservision seit 2006 auch erfolgreich den amerikanischen Markt, Kanada und Teile Asiens. Die Zielgruppe von laservision umfasst Hersteller und Anwender von Lasertechnologien aus allen Bereichen wie Industrie, Medizin, Forschung oder Militär.

Der Anspruch der Marke laservision ist es, für alle Laser weltweit den besten und normgerechten Laserschutz zu bieten. 

Quelle: https://www.uvex-laservision.de/

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