Lasersichherit im physikalischen Sinne

[mcc]

Hallo,

ich bin von der Anwendung her Laseranfänger, habe aber
ein paar physikalische Backgrounds...

In unzähligen Artikeln beliebiger Qualität kann man im Internet
beliebig viel über alles Lesen, was die Gefählichkeit von grünen
Lasern angeht.
Von dem Bann von Lasern über 1mW in Australien bis zu
einem Artikel, der behauptete alles unter 400(!)mW sei harmlos...beides offizielle Statements.

Mich interessiert hier vor allem die Gefährdung im physikalischen Sinne -- was das Gesetz sagt ist klar und kann schnell nachgelesen werden.

Aber welche Gefahr stellt ein grüner Laser von <1mW =5mW und >5mW denn nun wirklich dar ?



Vielen Dank für Eure Hilfe im Voraus!
Schönes Wochenende!
Gruß
mcc

[tschosef]

Halli hallo,

und willkommen. Nun... ich bin nicht DER PHYSIKER der dir hier exakte mathematische Formeln bieten kann. die gibts hier auch, die werden sich bestimmt auch noch melden.

Soweit mir bekannt ist (du siehst schon... es sind teils vermutungen dabei) ist die sache so:

2 mechanismen können schäden am Auge anrichten.
A) Thermische effekte, also überhitzung bestimmter bereiche der netzhaut
B) Photochemische Prozesse, also "chemische Reaktionen", weil die Anregungsenergie der Photonen hoch genug ist.

zu A)
Soweit ich weis, vertragen die "teile im Auge" (netzhaut) etwa 40 Grad. wenn man stellen also höher erhitzt, dann wird s problematisch, bis hin zum richtigen Brandfleck.
Die tücke am laser allgemein ist die, dass aufgrund seiner Strahlqualität die Abildung der Lichtquelle durch die Augenlinse auf der Augennetzhaut so dermaßen gut ist, das der "Fokuspunkt" extrem klein ist. dort konzentriert sich also die ganze Wärme, die durch die Lichtwelle eingebracht wird, auf nem sehr kleinen fleck.

Wärmezufuhr und wärmeabfuhr (zB wegen durchblutung) müssten sich aber so die Wage halten, dass die kritische Temperatur nicht überschritten wird.

Da der Wärmetransport vom auge weg relatiev schlecht ist, genügen hier also schon wenige mw (genauer gesagt weniger als ein milliwat) um schäden zu verursachen.

Mit weniger guten Lichtquellen (zB glühwendel) besteht da weniger gefahr, weil die Abildung einer großen Glühwendel wiederum ein Bild im auge ergibt, dass sich über einen "relatiev großen bereich" erstreckt.

Was zählt ist eigentlich die leistungsdichte des einfallenden Lichtstrahls, und die Größe der licht erzeugenden quelle.


Der Photochemische Prozess ist noch etwas problematischer. dieser hängt stark von der Wellenlänge (farbe) ab. rot ist da weniger gefählrich. blau... schon mehr, und UV-Blau schon sehr gefährlich. Die Energie der Photonen (auch wenns wenige sind, und die mittlere Leistung gering ist) reicht schon aus, um moleküle im Auge zu zerlegen. Das dumme hierbei ist, dass sich dieser effekt "aufaddiert"... es gibt soweit mir bekannt ist kein "Ausheilen". So ähnlich wie bei einem farbdruck der in der sonne ausbleicht... mit der zeit verschwinden erstmal die blauen farben dann grün usw... Desshalb sind alte bilder rotgelbich mit kaum mehr blau drin.

aus dem grund gelten für Laser im UV und kürzere Wellenlängen andere maximal zulässige Grenzwerte als für laser im Roten und auch infraroten.

ich glaub die tücke ist, dass man nicht wirklich sicher sagen kann, wieviel Leistung für die Menschen wie problematisch ist. Man kann ja schlecht hergehen und 1000 probanden bestrahlen, um die maximale genze zu ermitteln. außerdem ist jeder mensch unterschiedlich empfindlich.

so... das war mein Senf zu dem thread. Bin schon gespannt was hier noch an wissen dazu kommt.

grüße derweil
Erich

[mcc]

Moin tschosef,

herzlichen Dank ersteinmal für Deine Antwort und Deine
Erklärungen.
Ich hatte gehofft (KEIN VORWURF!!!), auch eine quantifizierende Antwort zu erhalten.
Will man sich informieren findet man leider im Internet
auch aufgrund von Meldungen über einige [CENSORED], die
mit getunten Lasern Jagd auf Flugzeuge machen, alle möglichen und vor allem auch unmögliche Statements.
Von Begründungen wie "Grüne Laser müssen verboten werden, weil -- da kann man Metall mit schneiden tun" und dem Bann von Lasern von über 1mW Leistung in Australien,
bzw. der Einstufung von Laserpointern als Waffen alles.
Es fällt mir schwer zu entscheiden, ob ich mir die Laserei
zum Hobby mache. Würde ich mir einen z.B. 0.3mW
roten Laser kaufen, weil der noch halbwegs mit kalkulierbaren Risiko handhabbar ist, aber das Teil einfach
nicht zum Eperimentieren taugt, weil der so hell ist, wie
eine Low-Power-LED -- sag ich gleich ... "och Segeln ist besser".
Auf der anderen Seite hier einen 5W Laser herumstehen zu
haben und unbemerkt den Kollegen in der Nachbarwohnung rösten, weil das Teil glatt durchs Mauerwerk geht -- ist auch nicht so mein Ding.
Ärger mit den Behörden will ich schon gar keine.

Wo also soll ich die Grenzen der Kalkulierbarkeit ansetzen?

Schönen grünen Abend noch !
Gruß
mcc

[goamarty]

Auch 5W CW gehen nicht durchs Mauerwerk, Papier kann schon mit weniger brennen, wenns gut fokusiert ist. Aber bei 5W kann schon Streustrahlung augengefährlich sein. Also gute Schutzbrille, Strahlfang, etc.

[farting dog]

Ich bezweifle sehr, dass das Beispiel mit dem Mauerwerk so ernst gemeint war...


Zum Thema:

Laserrei kann ein sehr nettes Hobby sein, man muss es nur im Rahmen halten, und mit dem Risiko umgehen können. Wenn du dir keine übertriebenen Leistungen zulegst, dann passiert im Normalfall auch nichts, wenn man ein wenig vorsichtig ist. Beim Segeln kann man auch ertrinken...

Mit Pointern habe ich auch angefangen, dann die irgendwann mit Spiegeln abgelenkt, und jetzt habe ich einen RGY Projektor. Und außerdem auch noch mein volles Augenlicht, trotz 200mW starker Bestrahlung.

[ekkard]

Ich bin Physiker und habe mich seit 1978/79 mit den Sicherheitsaspekten der (bisher bekannten) Laser beschäftigt. Vielleicht nehme ich zu einzelnen Fragen noch gesondert Stellung.

Ich empfehle aber zunächst den Artikel "Grundsätzliches" auf meiner Homepage und, weil es schön kurz ist, die Beschreibung der Laserklassen dort.

WARNUNG: 400 mW ist definitiv für das Auge gefährlich, bei Fokussierung auch für die Haut !!!

[ekkard]

welche Gefahr stellt ein grüner Laser von <1mW =5mW und >5mW denn nun wirklich dar?

Das Folgende gilt in dieser Form nicht für unsichtbare und blaue Laser (also für grün bis rot)!

Bis 400 µW (= 0,4mW = 0,0004 W) ist ein grüner Laser ungefährlich (Laserklasse 1)
Achtung: manche Textprogramme machen aus µW = Mikrowatt (1 Millionstel Watt) mW = Milliwatt = Tausendstel Watt - ein gravierdender Unterschied! So kommen vermutlich auch deine zitierten 400mW zustande(!).

0,4 mW bis 1 mW sind bedingt gefährlich, nämlich dann, wenn man der empfundenen Blendung nicht ausweicht oder das Auge schließt. Dieser Leistungsbereich wird zur Laserklasse 2 erklärt.
Bei einer Bestrahlungsdauer von 0,25s steigt die Temperatur auf dem Augenhintergrund im Brennfleck von 37°C auf ca. 41°C, was unsere Körpergewebe noch aushalten. Danach wird's zunehmend kritisch. Aus eigener Erfahrung kann ich sagen, dass bei etwas überkritischer Dauer, die Blendflecken 6 bis 8 Stunden anhalten. Bei noch längerer Bestrahlung mit 1 mW bleiben Stellen schlechteren Sehens für viele Wochen bis immer.

Ab 1 mW bis 5 mW wird der Laser der Klasse 3R zugeordnet. Auch kurze Bestrahlungszeiten unter 0,25s sind kritisch und können die zuvor genannten Folgen haben.

Ab 5mW bis 500 mW ist die Strahlung für das Auge zunehmend gefährlicher. Man muss schon großes Glück haben z. B. seitlicher Treffer, wenn kein Schaden auftreten soll. Es gibt keine Vorwarnzeit!

Ab 500 mW aufwärts (Laserklasse 4) werden nicht nur die Netzhaut sondern auch alle anderen Augenmedien beschädigt. Dasselbe gilt auch für die sonstige Körperoberfläche (Haut, Schleimhaut).

Noch ein paar Hinweise auf die Klassen 1M und 2M. Diese dürfen insgesamt die 500 mW nicht erreichen und müssen so aufgeweitet sein, dass bezogen auf eine 7 mm Pupille nicht mehr als 0,4mW (1M) bzw. 1 mW (2M) in das Auge eintreten können.

[ekkard]

Die Unterschiede der alten Klassifizierung 1, 2, 3A, 3B und 4 zur neuen Klassifizierung 1, 1M, 2, 2M, 3R, 3B und 4 findet man in "BGI 832" (so in Google eingeben, ist als pdf downloadbar, teilweise kostenlos)

[ekkard]

Will man sich informieren findet man leider im Internet
auch aufgrund von Meldungen über ... alle möglichen und vor allem auch unmögliche Statements.

Das wundert mich; denn beim Stichwort "Lasersicherheit" liefert Google/Seiten auf Deutsch gleich als erstes meine Homepage. Die einfacheren Fragen sind dort erörtert.

Es fällt mir schwer zu entscheiden, ob ich mir die Laserei
zum Hobby mache.

Solange du allein experimentierst, dir spiegelnde Gegenstände verkneifst und den Strahl immer von dir weg richtest, kann dir selbst bis etwa 0,5W Ausgangsleistung nicht viel passieren. Danach werden auch die Lichtflecke so strahlungsintensiv, dass deren Betrachtung gefährlich wird - aber bei weitem nicht so wie beim direkten Blick in den Strahl.
Kritisch wird es für Freunde, die im schlimmsten Fall plötzlich auf die "Schnake" kommen, sich in den Strahl zu stellen.

Auf der anderen Seite hier einen 5W Laser herumstehen zu
haben und unbemerkt den Kollegen in der Nachbarwohnung rösten, weil das Teil glatt durchs Mauerwerk geht -- ist auch nicht so mein Ding.

Mit 5W kommst du durch kein Mauerwerk, wohl aber durch ein nicht verdunkeltes Fenster oder durch Folien. Vorhänge kann man damit schon ansengen. Je nach Material brennen sie auch.

Ärger mit den Behörden will ich schon gar keine.

Den gibt's erst im Freien oder bei öffentlichen Vorführungen oder, wenn Fremde betroffen sind, oder beim Wiederverkauf ("In-Verkehr-bringen").

[serial]

Das Folgende gilt in dieser Form nicht für unsichtbare und blaue Laser (also für grün bis rot)!

Und wie sieht es da genau bei blau aus??

Gruß Serial

[ekkard]

wie sieht es da genau bei blau aus?

Zwischen 400 und 600 nm gibt es zusätzlich eine Grenzfunktion, die die photochemischen (Blaulicht-) Schäden beschreibt. Diese wird allerdings bei ca. 540nm von der thermischen Grenzfunktion "überholt", so dass man in praktischen Fällen die photochemische Grenze nur bis etwa 540 nm berechnen muss.
GZS(photochemisch, t>10s) = 3,9*1E-05 W, wenn WL<=450nm
GZS(photochemisch, t>10s) = 3,9*1E-05*10^(0,02(WL-450nm)) W, wenn WL >450nm

WL = Wellenlänge, in Formeln häufig durch Lambda symbolisiert (geht aber hier nicht).

[jedi]

@mcc

"weil der so hell ist, wie
eine Low-Power-LED -- sag ich gleich ... "och Segeln ist besser"."

Glaube Segeln ist viel gefährlicher als das Laserhobby.
Beim Segeln sind schon etliche Menschen ertrunken (-;.
Glaube da wird die Statistik Dich beruhigen.

Das Problem ist möglicherweise nicht das Lasershow schauen
ansich. Sondern Leichtsinnigkeit bei der Justage der Anlage.


mfg

Jedi

[rayman]

Sondern Leichtsinnigkeit bei der Justage der Anlage.

Oder beim Shows Programmieren.

Der sicherste Laser und die größte Vorsicht bei der Justage nützt gar nichts, wenn ich mir dann unsichere Beamshows auf die Netzthaut brate.