多数激光护目镜产品达不到防御超快激光的标准

来源:九州体育地址手机版    关键词:激光安全, 激光防护眼镜,    发布时间:2017-12-04

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A NIST-ba<em></em>sed study shows that the wide spectral bandwidth of ultrafast lasers defeats the capabilities of some laser eyewear.

 

用于不同激光波长的激光安全眼镜。 (图片:NIST)


大功率超快脉冲激光被广泛地应用到生物医疗应用和成像、材料加工、工业微加工等等,然而很多激光防护眼镜是没有经过超快激光测试的,也就是说目前大多数激光护目镜可能无法给那些依靠激光护目镜的技术工人们提供有效的防护。

造成这种情况的主要原因在于眼镜制造商广泛遵循典型的测试程序和标准测量来设定其产品规格。 这些方法使用低功率连续波(CW)光源,因此它们不能捕获实际的高功率脉冲激光工作条件的许多潜在危险, 而且使用者在使用之前很少测试他们的眼镜在特定应用中的表现。

美国国家标准与技术研究院(NIST)和胡德学院的科学家们已经发表了一项研究, NIST研究员Ted Heilweil说:“其中一些(激光护目镜)是好的,但是有些在使用超快九州体育测试时甚至都没有达到他们自己的标准。”

超快激光跟连续波不一样
在一种情况下,一个所谓具有一定光密度的滤光片实际上却只能提供了比其规格少10,000倍以上的光过滤。其他的滤光片阻挡了它们标准级别的特定波长,但是在附近的波长处却传输了更多的光。

发生这种情况是因为与CW九州体育甚至与纳秒脉冲九州体育不同的是,超快激光脉冲具有宽的光谱带宽。 但眼镜制造商通常不会用超快脉冲九州体育测试镜片,或测量在接近额定波长的波长处阻挡多少光线。 实际上,一些制造商根本没有使用激光来设定他们的规格,而是仅仅依靠具有有限测量能力的标准光谱仪。
因此,研究人员开始研究保护眼镜中的滤光片在飞秒脉冲下阻止光线的表现。

24个塑料或玻璃过滤器样品中的每一个均由其制造商评定以阻挡800nm波长的光。 样品在NIST使用中心波长为800nm的通用超快Ti:蓝宝石九州体育在80MHz下运行,产生40fs脉冲,脉冲包含从750到900nm范围的波长。

研究人员发现,每个过滤器对该范围的各个部分的反应都不相同; 研究人员推测,一个可能的原因是镜片可能有不同的光吸收染料配方。

例如,一个可以阻挡800纳米大部分光的过滤器在面对847纳米的光时只阻挡了百分之一。 当中心波长仅改变1%时,许多滤波器不符合他们自己的规格。 一些镜片在几秒钟内被直接照射损坏,结果范围从接近透明到完全不透明,而有些镜片在整个波长范围内的表现都非常好。

制造商应该在特定条件下测试眼镜
当然,在NIST上进行的各种高精度测量并不是很广泛,“激光眼镜制造商建立自己涵盖了超高速系统所有可能的输出条件的飞秒激光测试设备是不切实际的”,Heilweil说。 “所以,我们试图鼓励制造商使用最好的测试实验室来测评他们的镜片,与此同时,同样重要的是,我们需要让最终用户更加了解激光产生的精确波长。 在戴上眼镜之前,他们需要在他们将要使用眼镜的具体条件和特定应用中测试自己的眼镜。“

美国国家标准与技术研究院的研究人员对每个样品的光密度(OD)进行了重复测量,通常在不同的日子里和不同的激光功率水平下测试。 测试样品的测量值可重现至±20%以内。 OD是对数标度,研究人员在不同频率下测量的OD的许多变化在传输中变化了100或1000(OD为2或3)或甚至更多。

护目镜对使用者在使用激光时对眼睛的保护起到至关重要的作用,防护镜片应在任何情况下对使用者的眼镜起到保护作用。

译者/ Nick
Source: Laser foucs world