DGUV Information 203-042 - Auswahl und Benutzung von Laser-Schutzbrillen, Laser-Justierbrillen und Laser-Schutzabschirmungen

A10.1
Auswahl von Laser-Schutzfiltern für Mikroskope (optisch vergrößernde Geräte)

Zur Kontrolle der Qualität und Sauberkeit von Faserenden sowie der Ferrule bei Glasfasersteckverbindern kommen Betrachtungsmikroskope sowie Augenlupen zum Einsatz. Diese optischen Instrumente sind entsprechend der geltenden Normen in den Laserschutz einzubeziehen.

Die im Rahmen der optischen Übertragungssysteme zur Kontrolle der Steckerendflächen eingesetzten handelsüblichen Betrachtungsmikroskope realisieren Vergrößerungen von 200 X bis 400 X, um die Güte der Steckerendfläche beurteilen zu können. Augenlupen gibt es mit Vergrößerungen von 8 X, 10 X, 12 X und 14 X.

Diese oben genannten Instrumente werden in der Regel vom Hersteller ohne Laserschutzkomponenten (z. B. Filter) geliefert, da der Laserschutz entsprechend der am Einsatzort befindlichen Laserquelle bezogen auf die höchste vorkommende Exposition genau angepasst werden muss. Augenlupen plus Laserschutzfilter können nur in Kombination mit einer Laser-Schutzbrille eingesetzt werden.

Beim Betrachten der Endflächen von Glasfasersteckern mit dem Mikroskop ist besondere Vorsicht geboten. Vor der Betrachtung von Steckerendflächen mit dem Mikroskop muss durch Messung mit dem optischen Leistungspegelmesser festgestellt werden, dass keine Laserstrahlung in der Faser vorhanden ist. Außerdem ist sicherzustellen, dass während der Betrachtung der Steckerendfläche mit dem Mikroskop kein Laser eingeschaltet werden kann.

A10.2
Auswahl von Laserschutz für Teleskope

Teleskope zur Justierung von Richtfunkantennenanlagen sind durch den Einsatz von so genannten "Freespace" Lasern in den Laserschutz einzubeziehen. Dies gilt ebenso für Ferngläser für bestimmte Einsätze bei Verwendung von Lasern. Ferngläser und Teleskope können bei einem Blick in den Laserstrahl durch die sammelnde Wirkung die Gefährdung erhöhen. Es gibt folgende Schutzmöglichkeiten:

A10.2.1
Tragen einer Laser-Schutzbrille

In Gefahrenbereichen von Lasern der Klasse 1 M können Laser-Schutzbrillen verwendet werden. Beträgt z. B. die Vergrößerung des optischen Gerätes nicht mehr als 10-fach, genügt die Schutzstufe LB2.

Bei Lasern höherer Klassen muss die Schutzstufe der Laser-Schutzbrille gegenüber normaler Verwendung um einen, den Vergrößerungsfaktor des optischen Gerätes berücksichtigenden Betrag erhöht werden. Zum Beispiel bei einem Vergrößerungsfaktor von 10 muss die Anforderung an die Schutzstufe von LB2 auf LB4 erhöht werden.

Hinweis:

Bei Laser-Schutzbrillen mit außen liegenden Reflexionsschichten sollte diese Methode wegen der Beanspruchung und nicht auszuschließenden Beschädigung der Filterschicht nicht angewandt werden.

A10.2.2
Verwendung eines Fernrohres oder Fernglases mit eingebautem Laser-Schutzfilter

In Gefahrenbereichen von Lasern der Klasse 1 M können Ferngläser mit eingebautem Laser-Schutzfilter benutzt werden. Es ist auf die Herstellerangabe zu achten, von welcher Art der Schutzfilter ist, welche Schutzstufe der eingebaute Filter besitzt und an welcher Stelle der Filter verbaut ist bzw. welcher minimale Strahldurchmesser an der Stelle des Filters zu erwarten ist.

1. A.

   Filter im Bereich des Objektivs (Eintrittspupille = EP), wo der Strahldurchmesser noch nicht verkleinert ist:

   Sie können ausgeführt sein als Reflexionsschicht z. B. auf der Objektivlinse und sind zu bevorzugen.

   Es ist die Schutzstufe, unter Berücksichtigung der Vergrößerung des optischen Gerätes zu verwenden. Bis zu 10-facher Vergrößerung ist bei Filtern im Objektivbereich die Schutzstufe LB2 geeignet.

2. B.

   Filter, als Reflexionsschicht z. B. im Okularbereich (Austrittspupille = AP):

   Es ist, wegen der mit zunehmendem Einfallswinkel nachlassenden Schutzwirkung, Vorsicht geboten. In diesem Fall eignen sich besser absorbierende Filter.

3. C.

   Filter, die im Strahlengang zwischen Objektivlinse und Okular eingebaut sind:

   Der Hersteller oder Inverkehrbringer von eingebauten Laserschutzfiltern hat zu beachten, an welcher Stelle im Strahlengang sie eingebaut wurden. An Stellen im Strahlverlauf im optischen Gerät mit kleinem Strahldurchmesser kann die Energie-/Leistungsdichte wesentlich höher sein, als z. B. nach Austritt aus dem Okular. Der Beständigkeit des Filters gegen die einwirkende Laserstrahlung kommt in diesem Fall besondere Bedeutung zu. Es sind daher vom Hersteller die erforderlichen Informationen anzufordern.

Abb. A10.1 Laserschutz im Strahlengang zwischen Objektivlinse und Okular

Beispiel (Fall C):

Ein Dauerstrich-Laser mit der Wellenlänge 900 nm hat an der Stelle, an der ein Fernglas 10 x 50 zur Beobachtung verwendet wird, einen Strahldurchmesser > 50 mm und eine Leistungsdichte E₀ von maximal 25 W/m². Die maximal zulässige Bestrahlungsstärke beträgt ebenfalls 25 W/m². Der Laser-Schutzfilter ist so im Strahlengang des Fernglases eingebaut, dass der Strahl mit einem Durchmesser d_F von 3 mm auf das Filter auftrifft.

Die Leistungsdichte E_F am Filter erhöht sich mit dem Verhältnis der Strahleintrittsfläche (ins Fernglas) A_E zur bestrahlten Filterfläche A_F, also

Anhand dieses Wertes lässt sich aus Tabelle 3 für Dauerstrichlaser der angegebenen Wellenlänge die Schutzstufe LB3 entnehmen. Zusätzlich ist noch der Korrekturfaktor F(d₆₃) zu berücksichtigen (siehe Kap. 5.2).

Die Mindestanforderungen an die spektrale Transmission τ(λ), bedingt durch die Vergrößerung des Fernglases, errechnen sich aus dem Verhältnis des Quadrates des wirksamen Strahldurchmessers nach Austritt aus dem optischen Gerät zum Quadrat des Objektivdurchmessers d_E. Der wirksame Strahldurchmesser ist der größere der beiden Werte aus relevantem Messblendendurchmesser d_M (in diesem Fall 7 mm) und dem am Okular austretenden Durchmesser des Strahles d_A , der sich aus dem Quotienten Objektivdurchmesser d_E zur Vergrößerung V errechnet

Die aus der Leistungsdichte des Laserstrahls nach Tabelle 3 bestimmte Schutzstufe B3 erfüllt auch die hinsichtlich der Mindestanforderung an die spektrale Transmission gestellten Anforderungen.

Sollte ein Filter mit der Schutzstufe LB3 im sichtbaren Bereich zu einer zu starken Einschränkung (Helligkeit und Farbsehen) führen, so ist auch ein Filter mit der Schutzstufe LB2, resultierend aus der Mindestanforderung an die spektrale Transmission, möglich, wenn nachgewiesen wird, dass bei einer Laser-Belastungsprüfung mit der Leistungsdichte E_F die spektrale Transmission 0,01 nicht überschritten wird.

Hinweis: Herstellerangaben über die Schutzwirkung von Laser-Schutzfiltern in optischen Beobachtungsgeräten beziehen sich teilweise nur auf die Schutzwirkung der Filterscheibe. Diese Angabe darf nicht verwechselt werden mit der Schutzstufe einer Laser-Schutzbrille, weil die verstärkende Wirkung des optischen Gerätes dabei nicht berücksichtigt ist.

A10.2.3
Verwendung aufsteckbarer Laser-Schutzfilter

Für auf das Okular aufsteckbare Filter gelten dieselben Betrachtungen wie für eingebaute Laser-Schutzfilter. Beispielsweise ist die Schutzstufe LB2 in Gefahrenbereichen von Lasern der Klasse 1 M entsprechend dem Durchmesser des austretenden Strahles bis zu 10-facher Vergrößerung geeignet.

Abb. A10.2 a Lupenbrille - Stirnlupe mit Vorschraubfilter

10.3 Einsatz von Binokularlupen bei Laseranwendungen

Bei der Beobachtung kleiner Bearbeitungsfelder ist oft eine vergrößerte Darstellung wünschenswert. Aus Sicht des Laserschutzes ist dies jedoch nicht unkritisch: Lupen erhöhen die Leistungs-/Energiedichte des Laserstrahls und sind daher bei der Auswahl des geeigneten Laseraugenschutzes unbedingt mit zu berücksichtigen.

Die Verwendung von Lupenbrillen, die zusätzlich mit Laserschutzfiltern ausgestattet sind, um so die Laserstrahlung abzublocken, bevor sie überhaupt in die Lupenoptik einfallen und somit zum Auge hin gebündelt werden kann, sollte deshalb überprüft werden.

Abb. A10.2b Binokular-Lupe HR 2.5 x /420 inklusive Laserschutzfilter