Sicherheit Kleinleistungslaser/Schutz durch Sonnebrille

[Elektromann]

Moin,

angeregt durch das Video https://youtu.be/fi4P-Bwc6g8?t=340 hatte ich die Idee, mal selber einen "Laserfächer" (einen 1D-Scanner) als Lichteffekt zu bauen. Die verwenden 1 W, aber das könnte etwas dunkel sein, deshalb denke ich an 3 W.

Nein, die 3 W waren ein Spaß. Bei Picotronic gibt es zum Beispiel bis 500 kHz modulierbare Module mit 3 mW rot (https://shop.picotronic.de/p/70109603). Das ist immerhin Laserklasse 3R, die dritthöchste. Ist das mit 'normaler' Vorsicht ausreichend sicher handhabbar? Das soll kein Effektgerät für eine Party oder sowas werden, sondern einfach mal ein Versuch, also nur für mich. Ich weiß, dass man das nicht konkret sagen kann, aber mal so erfahrungsgemäß. Eher so Richtung "3 mW ist Spielzeug" oder eher "3 mW nur im abgeschlossenen Gehäuse".

Die zweite Frage, klingt trollig, ist aber ernst gemeint: Bringt eine Sonnenbrille etwas als Laserschutz?
Ich habe eine Sonnenbrille von Alpina der Kategorie 3. Laut Wikipedia (https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenbri ... UV-Schutz)) lässt die vom sichtbaren Licht 8-18% durch. Wenn man das einfach so verrechnen kann, hieße das, dass selbst von 5 mW nur 0,4 bis 0,9 mW durchkommen, also vergleichbar mit Laserklasse 2.
Kann man das so rechnen? Es geht ja nicht darum, damit in den Strahl zu sehen, sondern nur die Energie von ungewollten Reflexionen abzumindern.

Danke schonmal für anständige Antworten.

[VDX]

.... was genau willst du damit machen?

Für eine "show"-Anwendung brauchts deutlich mehr Leistung, weil die Einzelstrahlen im "Fächer" nur einen Bruchteil der ursprünglichen leistung haben, 3mW also praktisch nicht mehr zu sehen wären.

Für Platinenbelichtung bräuchtest du eher eine 405nm-Laserdiode ... und da dann auch eher um 100mW bis 500mW.

Eine Sonnebrille ist eine dumme Idee, weil es einen Schutz vorgaukelt, der nicht wirklich gegeben ist - sollte der ursprüngliche Strahl durch einen blöden Zufall mal rumleuchten, ist die dann keine wirkliche Abschirmung ... außer, es ist eine Schutzbrille passend zur Wellenlänge mit nennenswerter Diffusion oder Abblockung/Reflexion ...

Viktor

[Elektromann]

.... was genau willst du damit machen?

Einen Lichteffekt, wie ein Showscanner, aber eben nur in einer Dimension. Wie du schreibst, ist es zur Platinenbelichtung wegen Leistung und Farbe nicht geeignet. Dass dabei nicht viel Spektakuläres rauskommt, ist natürlich klar, aber ich denke, zum Ausprobieren für den Schreibtisch im Dunkeln sollte es noch so reichen, oder? Wenn ich früher an meinen Laserpointer mit 1 mW denke, konnte man den auch bei schneller Bewegung noch an der Wand sehen. Bei Interesse und wenn Erfahrung da ist, könnte ich ja immer noch mehr Leistung verbauen.

Eine Sonnebrille ist eine dumme Idee, weil es einen Schutz vorgaukelt, der nicht wirklich gegeben ist - sollte der ursprüngliche Strahl durch einen blöden Zufall mal rumleuchten, ist die dann keine wirkliche Abschirmung

Ok, das glaube ich mal so, aber das Warum würde mich noch interessieren. Wenn von 5 mW 80 % absorbiert werden, kommt rein rechnerisch 1 mW durch. Was ist daran falsch? Vom Gefühl behaupte ich auch mal, dass bei einem Blitzer mit 5 mW nicht sofort das Material wegbrennt. Und ich habe ja 'nur' 3 mW im Blick (hoffentlich nicht im Auge. )

[VDX]

... die Gefährdung geht eher davon aus, daß der Spiegelmotor mal stehen bleibt oder sonstwas kaputt geht, so daß der ursprüngliche Strahl z.B. durch was anderes reflektierendes, wo er draufleuchtet, "zufällig" irgendwohin leuchtet -- bei Rot und 3mW ist das etwas weniger gefährlich, da auch noch der Lidschlußreflex etwas hilft ... aber, wie einer meiner Chefs immer sagte: "Der Teufel ist ein Eichhörnchen!" ... oder einfach nur mal nach "Murphys Gesetz" googeln

Viktor

[Elektromann]

Da hätte ich weniger Sorgen. Wenn das Gerät erstmal gebaut ist, ist ja der Strahlaustrittbereich bekannt und kann entsprechend gesichert werden. Mehr Sorgen machen mir ungewollte Relfexionen beim Ausprobieren und Zusammenbau.
Wie gesagt, es geht nur um einen privaten Aufbau. Das soll nicht stundenlang auf einer Party laufen. Dafür wäre es mit der Leistung ja auch bekanntermaßen schlecht geeignet.

[JETS]

Aufbauen kannst du ja Stromlos, zum Testen bist du dann eben vorsichtig und stellst eine Blende zwischen dich und den Strahlaustritt. Dass dein Testraum keine reflektierenden Gegenstände enthält kannst du ja vor der Inbetriebnahme kontrollieren.

[lightwave]

Also mal Butter bei die Fische: Bei 3 mW und etwas Verstand braucht es keine Schutzbrille.

Grundsätzlich wird eine Sonnenbrille aber nach dem Prinzip der Absorption der Energie arbeiten, und das ist bei der Sonne breit auf die Brillenfläche verteilt. Ein Laser ist maximal gebündelt und geht somit ganz anders in die Berechnung ein.

[Elektromann]

Aufbauen kannst du ja Stromlos, zum Testen bist du dann eben vorsichtig und stellst eine Blende zwischen dich und den Strahlaustritt. Dass dein Testraum keine reflektierenden Gegenstände enthält kannst du ja vor der Inbetriebnahme kontrollieren.

wie ja schon angesprochen, geht trotzdem schief, was schiefgehen kann.

Also mal Butter bei die Fische: Bei 3 mW und etwas Verstand braucht es keine Schutzbrille.

Danke, genau das wollte ich lesen.
Natürlich nicht, aber wenn das ein Erfahrungswert ist, bin ich doch froh. Das macht es einfacher.

Grundsätzlich wird eine Sonnenbrille aber nach dem Prinzip der Absorption der Energie arbeiten, und das ist bei der Sonne breit auf die Brillenfläche verteilt. Ein Laser ist maximal gebündelt und geht somit ganz anders in die Berechnung ein.

Ohne widersprechen zu wollen, sind die Werte aber doch erstaunlich. Eine Sonneneinstrahlung von 800 W/m^2 ist auch in Deutschland nicht unüblich. Das sind auf einen Kreis mit 2 mm Durchmesser (einfacher Laserpointer) 2,5 mW. Da sind Reflexionen durch Schnee oder Wasser noch nicht eingerechnet. Das nur nebenbei, weil es mich überrascht hat.

Vielen Dank für die Informationen.

[Death]

Sonnenlicht ist aber kein Laserlicht und zudem hast du ein riesen Spektrum von Wellenlängen bei der Sonne.

Ein Laser mit einer einzigen Wellenlänge und der von dir genannten "geringen" Leistung kann direkt eingestrahlt ins Auge schon mächtig schaden anrichten. Die Wellenlänge spielt nämlich eine enorm wichtige Rolle.

Rot ist anders wie Blau, Blau und Rot ist anders wie Grün.

808nm Wellenlänge kollimiert oder fokussiert direkt ins Auge und da ist Kirmes mit Großalarm.

Grün Laserklasse 1 ins Auge leuchten ist genauso Mist.

Der berühmte Lidschlußreflex ist garnicht mehr so ein zu beachtender Punkt, weil viele Menschen mitlerweile den Lidschlußreflex unterdrücken können und somit der natürliche Schutzmechanismus nicht mehr zum tragen kommt. Zudem kommt, ich muss das Licht auch "sehen" können. Ausserhalb vom sichtbaren Spektrum leuchtest du dir solange ins Auge, bis es dunkel wird.

[VDX]

... der "Lidschlußreflex" hängt auch stark von der Wellenlänge und der jeweiligen "Helligkeit" ab - bei Grün dürfte der um 20x stärker (und auch schneller) ausgeprägt sein, als bei Rot ... Blau liegt irgendwo dazwischen ... bei 808nm und darüber funktioniert der überhaupt nicht (da "unsichtbar") - da wirds erst "merkbar", wenn die Netzhaut kocht oder verdampft und der Schmerz einsetzt

Es ist auch nochmal die "Größe" der Lichtquelle bezogen auf die Energiedichte, was einen Laser viel gefährlicher macht als die Sonne -- schonmal kurz in die Sonne geblinzelt? - da bleibt ein "Brennfleck" auf der Netzhaut, der ohne weitere Schädigung (solange nicht zu lange in die Sonne "geblinzelt") in ein paar Sekunden bis Minuten wieder weggeht, wobei er mehrfach von "schwarz" zu "weiß" wechselt, solange die Netzhaut-Zellen sich wieder regenerieren.

Bei der gegenüber dem Durchmesser der Sonne enorm winzigen "Laserquelle" kommt ein vielfaches der Energie auf einen viel kleineren Spot, was zuerstmal nach "weniger Hell" aussieht - es kommt einem eher wie ein kurzer Blitz vor ... die Schädigung ab einer gewissen Energiemenge*Zeit ist dann aber nicht mehr regenerierbar, sonder die betroffenen Zellen bleiben einfach nur "tot" oder sind gar nicht mehr da, weil zerkocht oder vekohlt oder verdampft (je nach Energimenge) ... dazu gibt es unappettitliche Bilder zu Netzhaut-Schäden bei Unfällen mit Laserpointern oder an blanken Teilen reflektierten Laserstrahlen

Viktor

[Death]

Ist "regenerieren" eigentlich das richtige Wort dafür, Viktor ?

Das hört sich ja missverständlich nach "Selbstheilung" an

Reizüberflutung könnte da etwas besser klingen oder ?

[VDX]

... was die Zellen in der Netzhaut und Nerven-Netzwerk darunter nach einer "Überreizung" druch z.B. auf die Netzhaut fokussiertes direktes Sonnenlich machen, ist schon eine Art "Selbstheilung" nach einer leichten bis mittleren Schädigung.

Was im Inneren der Zelle so vor sich geht ist wirklich fantastisch! - an "zufällige" und nicht zu starke Schädigungen durch einen Blick in die Sonne konnte das Auge sich im Laufe der Entwicklung über ein paar Mio Jahre anpassen ... stärkere Schädigungen durch kohärente Strahung ist da aber eine ganz andere Sache ... auch z.B. die "Blau-" oder "UV-Verätzung" bei den 450 und 405nm-Wellenlängen ... auch die "Schwarzlicht"-Lampen in den Diskos sind nicht ohne -- aber nicht so stark fokussiert, wie die Reflexion eines Laserstrahls

Viktor

[Death]

ok

[Elektromann]

Ich glaube, da sind zwei Dinge durcheinandergekommen.

Die eine Überlegung war, dass Klasse 2 mit 1 mW als (relativ) ungefährlich gilt. Wenn jetzt ein Strahl mit 5 mW durch eine Sonnenbrille läuft, die 80 % absorbiert, bleibt nur noch 1 mW übrig, was von der Leistung Klasse 2 entspricht.

Davon unabhängig auf die Bedenken, ob die Sonnenbrille das aushält, die Überlegung, dass 5 mW auf einem Kreis von 2,8 mm Durchmesser einer Leistungsdichte von 800 W/m^2 entspricht, also so viel, wie die Sonnenbrille auch im Sonnenlicht aushalten muss. Da in einer getönten Sonnebrille das Licht in Wärme umgesetzt wird, sehe ich auch keinen Unterschied zwischen einfarbigem Laserlicht und weißem Sonnenlicht. Oder liege ich da falsch?

Das nur zu meinen Überlegungen. Ich will damit nicht die Sonnenbrille als Laserbrille verteidigen.

Eine Frage habe ich noch: Warum sind unterschiedliche sichtbare Wellenlängen unterschiedlich gefährlich? Wegen der Absorption im Blut? Wegen der besseren Fokussierung?

stärkere Schädigungen durch kohärente Strahung ist da aber eine ganz andere Sache

Warum macht die Koheränz einen Unterschied. Beim 'zerkochen, verkohlen oder verdampfen' kommt es ja auf die Energiemenge an und die ist gleich, unabhängig davon ob kohärent oder nicht, oder?

die Schädigung ab einer gewissen Energiemenge*Zeit ist dann aber nicht mehr regenerierbar, sonder die betroffenen Zellen bleiben einfach nur "tot" oder sind gar nicht mehr da, weil zerkocht oder vekohlt oder verdampft (je nach Energimenge) ... dazu gibt es unappettitliche Bilder zu Netzhaut-Schäden bei Unfällen mit Laserpointern oder an blanken Teilen reflektierten Laserstrahlen

Ein paar Berichte habe ich im Laufe der Zeit gelesen. Deshalb habe ich auch schon wegen der kleinen Leistung nachgefragt. Wie man sieht, gibt es ja manches, das ich nicht weiß.
Und wie immer, danke für die Antworten.

[VDX]

... 5mW und Sonnenbrille sind normal kein Problem - da wird schon ausreichend Leistung absorbiert.

Warum kohärente Strahlung aus einem Laserpointer oder Laser allgemein gefährlicher ist, beruht auf der "Größe" der Lichtquelle und der besseren Fokussierbarkeit auf die Netzhaut - während eine z.B. 100Watt-Glühbirne trotz der "Blendung" aus ein paar Dezimetern Entfernung überhaupt keine Gefahr darstellt, weil der "Spot" auf der Netzhaut relativ groß und "unscharf" ist und auch der Anteil der Lichtleistung der ins Auge eindringt, irgendwo im kaum mehr meßbaren Bereich liegt, sieht das bei einem Laserstrahl ganz anders aus - mit viel Pech paßt der Laserstrahl komplett durch die noch nicht durch den "Lidschlußreflex" verengte Pupille und erzeugt auf der netzhaut einen "Spot" von ein paar Mikrometern Größe ... jetzt schätz mal die Energiedichten zwischen "blendendhelle Lampe" und dem eher "unscheinbaren" Laserpointer ab -- da liegen einige Größenordnungen dazwischen!

Und wegen der Wellenlänge-Unterschiede - das ist einmal die Absorption und zweitens die Empfindlichkeit der Netzhaut-Zellen in dem Bereich, welche die Reaktionszeit und "Geschwindigkeit" des Lidschlußreflexes steuern ... das Auge ist im "roten" Bereich um 20x weniger Empfindlich, als im Grünen, für den es evolutionsbedingt "optimiert" wurde ...

Viktor

[Death]

Eine Frage habe ich noch: Warum sind unterschiedliche sichtbare Wellenlängen unterschiedlich gefährlich? Wegen der Absorption im Blut? Wegen der besseren Fokussierung?

U.a. wegen dem Fotochemischen Prozeß.

[VDX]

Eine Frage habe ich noch: Warum sind unterschiedliche sichtbare Wellenlängen unterschiedlich gefährlich? Wegen der Absorption im Blut? Wegen der besseren Fokussierung?

U.a. wegen dem Fotochemischen Prozeß.

... das ist eher bei UV und (wenig) bei Blau so - "Rot" ist eher das andere Ende, also weniger aktiv/gefährlich wegen Wellenlänge

Viktor

[Elektromann]

Warum kohärente Strahlung aus einem Laserpointer oder Laser allgemein gefährlicher ist, beruht auf der "Größe" der Lichtquelle und der besseren Fokussierbarkeit auf die Netzhaut - während eine z.B. 100Watt-Glühbirne trotz der "Blendung" aus ein paar Dezimetern Entfernung überhaupt keine Gefahr darstellt, weil der "Spot" auf der Netzhaut relativ groß und "unscharf" ist und auch der Anteil der Lichtleistung der ins Auge eindringt, irgendwo im kaum mehr meßbaren Bereich liegt, sieht das bei einem Laserstrahl ganz anders aus - mit viel Pech paßt der Laserstrahl komplett durch die noch nicht durch den "Lidschlußreflex" verengte Pupille und erzeugt auf der netzhaut einen "Spot" von ein paar Mikrometern Größe ... jetzt schätz mal die Energiedichten zwischen "blendendhelle Lampe" und dem eher "unscheinbaren" Laserpointer ab -- da liegen einige Größenordnungen dazwischen!

Die Leistungsdichte ist klar, aber mir ist der Zusammenhang zur Kohärenz nicht klar. Licht aus einer Leuchtdiode ist nicht (oder nur wenig) kohärent (soweit ich weiß), trotzdem hätte ich gedacht, dass das kollimierte oder fokussierte Licht einer LED genauso gefährlich ist, wie das fokussierte oder kollimierte Licht mit gleicher Leistung aus einer Laserdiode.
Aber das müssen wir hier nicht klären. Mit Lasern muss man vorsichtig sein, das ist klar.

Ich bin nur noch an der Überlegung, welches Modul ich kaufen soll.

Danke für die Hilfe.

Doch noch eine Bearbeitung:

Und wegen der Wellenlänge-Unterschiede - das ist einmal die Absorption und zweitens die Empfindlichkeit der Netzhaut-Zellen in dem Bereich, welche die Reaktionszeit und "Geschwindigkeit" des Lidschlußreflexes steuern ... das Auge ist im "roten" Bereich um 20x weniger Empfindlich, als im Grünen, für den es evolutionsbedingt "optimiert" wurde ...

So hätte ich mir das auch gedacht, in zwei Quellen (Internet, ich weiß nicht mehr wo) habe ich aber gelesen, dass grün gefährlicher wäre, weil das Auge da besonders empfindlich ist. Das hat mich etwas gewundert. Nach dieser Logik müssten Infrarot und Ultraviolett ja ungefährlich sein, weil das Auge darauf kaum empfindlich ist.
Das Problem ist wohl, dass 'empfindlich' zwei Bedeutungen hat: 1) wird geschädigt und 2) bewirkt eine starkes Reaktion (Nervensignal im Auge).

[VDX]

... ja, zur "Empfindlichkeit" von kleinen und mittleren Leistungen mußt du immer noch schauen, was für eine Schädigung die Energie bewirkt und wie schnell der Lidschluß-Reflex das Auge schließt ... bei hohen Leistungen ist das egal - kaputt ist kaputt

Währen "Rot" bei kleinen Leistungen auch bei einer etwas verlängerten Lidschluß-Zeit noch nicht ganz so heftige Schäden verursacht (eher "thermische"), ist noch sichtbares UV bei 405nm und neuerdings auch bei immer mehr verfügbaren noch kürzeren Wellenlängen da schon deutlich heftiger wegen chemischer Reaktionen in den Farbstoffen und absorbierenden Zell-Bestandteilen (Blau ist da etwas weniger heftig) ... irgendwann (glaube so unter 300nm) greift das auch schon die Hornhaut an ...

Viktor

[ekkard]

Doch noch eine Bearbeitung:

Und wegen der Wellenlänge-Unterschiede - das ist einmal die Absorption und zweitens die Empfindlichkeit der Netzhaut-Zellen in dem Bereich, welche die Reaktionszeit und "Geschwindigkeit" des Lidschlußreflexes steuern ... das Auge ist im "roten" Bereich um 20x weniger Empfindlich, als im Grünen, für den es evolutionsbedingt "optimiert" wurde ...

So hätte ich mir das auch gedacht, in zwei Quellen (Internet, ich weiß nicht mehr wo) habe ich aber gelesen, dass grün gefährlicher wäre, weil das Auge da besonders empfindlich ist. Das hat mich etwas gewundert. Nach dieser Logik müssten Infrarot und Ultraviolett ja ungefährlich sein, weil das Auge darauf kaum empfindlich ist.
Das Problem ist wohl, dass 'empfindlich' zwei Bedeutungen hat: 1) wird geschädigt und 2) bewirkt eine starkes Reaktion (Nervensignal im Auge).

Hier geht es um die Schädigung vornehmlich der Netzhaut. Die unsichtbare Strahlung ist deshalb gefährlicher, weil man die Augen schädigen kann, ohne jede Warnung. Das ist bei sichtbarem Licht anders, meistens schon dadurch, dass man den Blick gegen die Strahlrichtung vermeiden kann (sichtbarer Spot). Alles andere ist gefährdungsmäßig eine Kombination von lokaler Erwärmung und photochemischer Reaktion. Und deren Komplexität sieht man schon in den einschlägigen Vorschriften.

[Elektromann]

Ich war länger nicht hier, aber noch als Reaktion:

Die unsichtbare Strahlung ist deshalb gefährlicher, weil man die Augen schädigen kann, ohne jede Warnung.

So habe ich es verstanden. Eine erkennbare Gefahr ist einfacher zu meiden als eine nicht erkennbare.

[VDX]

... abgesehen von "Kleinleistungslaser (wieviel ist "klein"?) auch noch mit ein Punkt - "grüne" Laserdioden haben aktuell Leistungen bis in den Watt-Bereich (habe ein paar mit 1.5Watt) ... IR-Laserdioden bis zu ein paar Hundert Watt (habe z.B. welche mit 270Watt mit einem parallelen, unkollimierten 4x4mm-Strahl) ... da kann auch schon bei reinen Reflexionen die Schädigungsgrenze bei beiden deutlich überschritten werden - bei IR aber schnell auch mal um 1-2 Größenordnungen mehr!!

Viktor

[ekkard]

... Kleinleistungslaser (wieviel ist "klein"?)

Dazu dient eigentlich die Einteilung in Laserklassen. "Klein" ist alles, was in etwa der Laserklasse 2 entspricht, als pi x Daumen 1mW. Schon die Laserklasse 3R (max 5 mW) bedingt, dass man eine gewisse Portion Glück braucht, keine Läsion auf der Netzhaut zu erleiden.

Etwas differenzierter muss man die Laserklasse 2M betrachten. Hier ist "klein" ausschließlich dann gegeben, wenn der Strahl ohne optische Hilfsmittel betrachtet wird. Im Falle von Linsen, Spiegeln oder beidem kann 2M leicht zu Schäden auf der Netzhaut führen.

Auf die Sache mit der Sonnenbrille ist ausreichend (!) weiter oben abgehandelt worden.