Energie- und Dosisminderung

[Loeneberger]

Hurra - ich bin Mitglied
Mein Name ist Michael, wohne in Hannover und ich liebe Licht .

Ich habe folgende Fragen an euch und hoffe, dass DU mir diese beantworten kannst.
Klar, war Wikip..., GIDF und vor allem dieses Forum eine sehr gute Hilfe, aber Fragen blieben doch noch offen...


Gehen wir in meinen Beispiel von einem 1mw Laser aus. Da die nm ja auch wichtig sind, nehmen wir Blau (weil schön) mit 445nm:

1. Frage:
Wenn der Laser auf eine Fläche als Punkt produziert wird, wird ein geringerer Teil "zurückgeworfen" und somit wird
die Energiedichte geringer. Wenn der Laserpunkt auf eine schwarz-matte Oberfläche auftrifft, wird weniger "Energie"
reflektiert, da ein großer Teil in Wärme umgewandelt wird, gell?

Angenommen die Oberfläche "schluckt" 20% der 1mw Leistung, dann müsste ich nur noch von einer Laser-Energiedichte von 0,8mw
ausgehen, was das Betrachten des produzierten Punktes "ungefährlicher" macht (?)



2. Frage:
Wenn nun der Laserstrahl durch eine Effekt-Linse "gesplittet" wird - beispielsweise in 1000 kleine Punkte (Sternenhimmel),
dann.... wird die Energiedicht nochmal um 1/1000stel verringert (pro Punkt). (?)
Würde das zum Beispiel ein 5mw Laser auf harmlose 5mw*0,8 (80%) / 1000 (Sterne) = 0.004mw ?
Oder ein 1000mw auf entspannte 0,8mw reduziert wird ?

Oder macht die Summe der 1000 kleinen Punkte die schädliche Dosis?

3. Frage:
gibt es eine Tabelle für "Absorptionswerte" für laserbestrahlte Oberflächen.
Oder gilt die Regel wie "je dunkler - je besser"

Daaaanke für das "Zuendelesen" und deine Antwort

[lightwave]

Hallo Michael,

zu deiner ersten Frage darf ich noch anmerken, dass die Oberflächenbeschaffenheit (zB. Wölbung, Rauheit) auch noch Einfluß hat.

Zu 2.:
Diese "Effeklinsen" sind in der Regel Gratings, welche wie ein optische Gitter funtionieren. D.h. die Energiedichte der gesplitteten Stahlen ist umso geringer je höher die Ordnung (je weiter der betrachtete Einzelpunkt von der nullten Ordnung entfernt) ist. Also haben die Punkte des "Sternenhimmels" unterschiedliche Leistungen im Stahl!

[Loeneberger]

Danke für deine Antwort.

Wichtig ist für mich, ob die "1000 kleinen Pünktchen" eine geringere Dosis zurückwerfen als ein unumgelenkter Strahl,
oder ob die Summe der "1000 kleinen Pünktchen" genau songefährlich ist.

Oder anders gefragt:

Ist es für das Auge schädlicher , wenn 5x Laserstrahlen mit je 1mw auf eine Wand (nebeneinander) ihren jeweiligen Punkt
produzieren, oder bleibt das bei der 1mw MZB

Oje....
Danke für deine Info
Micha

[ekkard]

Gehen wir in meinen Beispiel von einem 1mw Laser aus. Da die nm ja auch wichtig sind, nehmen wir Blau (weil schön) mit 445nm:

1. Frage:
Wenn der Laser auf eine Fläche als Punkt produziert (du meinst: "projiziert") wird, wird ein geringerer Teil "zurückgeworfen" und somit wird die Energiedichte geringer. Wenn der Laserpunkt auf eine schwarz-matte Oberfläche auftrifft, wird weniger "Energie" reflektiert, da ein großer Teil in Wärme umgewandelt wird, gell?

Angenommen die Oberfläche "schluckt" 20% der 1mw Leistung, dann müsste ich nur noch von einer Laser-Energiedichte von 0,8mw ausgehen, was das Betrachten des produzierten (projizierten) Punktes "ungefährlicher" macht (?)

Zunächst einmal, du sprichst mit "1 mW" von einer Leistung. Und nun kommt es darauf an, wie viel davon "ins Auge" geht. Üblicherweise wird das Auge mit einer offenen Pupille mit 7 mm Durchmesser angesetzt, so dass eine direkte Bestrahlung einer Bestrahlungsstärke von 1 mW/38,48 mm² = 26 W/m² entspricht. Man beachte die Umrechnung der Einheiten!

Als nächstes sprichst du die diffuse Reflexion an an einer rauen Oberfläche. (Im Gegensatz dazu steht die spiegelnde Reflexion, die nichts weiter macht, als den Strahl nahezu unvermindert abzulenken.)
Bei diffuser Reflexion wird der Strahl um den Reflexionskoeffizienten vermindert – in deinem Beispiel ergibt das eine Multiplikation mit 0,8 - und dann nahezu „in alle Richtungen“ gestreut m. a. W. auf eine Halbkugelfläche verteilt. Ein Auge bekommt davon den Anteil von Pupillenquerschnitt zur Halbkugel im Abstand r mit = 38,48 mm²/2*Pi*r[mm]². Nehmen wir einen Abstand von 300 mm, dann fällt nur noch folgender Anteil in die Pupille: 6,8E-5, also von 1 mW bzw. 0,8 mW fast nichts mehr. Auf jeden Fall kann man sagen, dass eine diffuse Reflexion das Gefahrenpotenzial stark vermindert. (Natürlich kann man diese Minderung durch hohe Laserleistungen „überlisten“!) Deshalb ist es gefährlich, das Spielchen mit Lasern von und über Laserklasse 3B zu versuchen. Oder Klasse 3B und Klasse 4 Laser dürfen so nicht justiert werden!

2. Frage:
Wenn nun der Laserstrahl durch eine Effekt-Linse "gesplittet" wird - beispielsweise in 1000 kleine Punkte (Sternenhimmel),
dann.... wird die Energiedicht nochmal um 1/1000stel verringert (pro Punkt). (?)
Würde das zum Beispiel ein 5mw Laser auf harmlose 5mw*0,8 (80%) / 1000 (Sterne) = 0.004mw ?
Oder ein 1000mw auf entspannte 0,8mw reduziert wird ?

Oder macht die Summe der 1000 kleinen Punkte die schädliche Dosis?

Die Punkte sind ja hoffentlich ihrerseits diffuse Reflexionen. Folglich sind sie ohne Sammeloptiken bis Laserklasse 3B (0,5 W insgesamt) ungefährlich.

3. Frage:
gibt es eine Tabelle für "Absorptionswerte" für laserbestrahlte Oberflächen.
Oder gilt die Regel wie "je dunkler - je besser"

Wichtig ist, dass die Oberflächen nicht spiegeln (z. B. keine Folien, Uhrgläser, glänzende Kunststoff-Flächen, Gläser). Alles andere ist relativ gleichgültig. Natürlich gibt es riesige Zahlenbände, in denen auch Reflexionskoeffizienten angegeben sind. Aber dazu muss man i. d. R. in Stadt- oder Unibibliotheken fahren. Einen groben Überblick findest z. B. hier unten auf der Seite.

[Loeneberger]

Ekkard.... Danke!

Ich werde mir Morgen den Link anschauen und ein bisschen
mit den Formeln rechnen.

Das ist alles sehr interessant....

Mit Vorfreude auf Morgen
(Und wahrscheinlich weiteren, daraus entstehenden Fragen....)
Grüsse
Loeneberger - Micha