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

Die folgenden Begriffe erweitern die Begriffsbestimmungen. Sie sind inhaltlich unter anderem der TROS Laserstrahlung und der DIN EN 60825-1:2015-07 entnommen worden.

A14.1
Bereitstellung

Nach § 29 und 30 der DGUV Vorschrift 1 "Grundsätze der Prävention" muss der Unternehmer den Versicherten Augen- und Gesichtsschutz zur Verfügung stellen, wenn die Gefährdungen nicht anders verhindert beziehungsweise ausreichend gemindert werden können (siehe auch § 2 Bereitstellung und Benutzung, PSA-Benutzerverordnung - PSA-BV).

A14.2
Bestrahlungsstärke; Leistungsdichte

Quotient aus Strahlungsleistung dP, die auf ein Flächenelement dA einfällt.

SI-Einheit: Watt je Quadratmeter, W · m^-2

A14.3
Brechzahldifferenz (relative Brechzahldifferenz) eines Lichtwellenleiters

Verhältnis der Brechzahl im Kern zur Brechzahl im Mantel in einem Lichtwellenleiter.

A14.4
Dauerstrich-Laser (kontinuierlich strahlender Laser)

Die Ausgangsstrahlung eines Lasers, der fortlaufend, d. h. nicht gepulst, betrieben wird. In dieser DGUV Information wird ein Laser, der über einen längeren Zeitraum als 0,25 s andauernd strahlt, als Dauerstrich-Laser betrachtet.

A14.5
Diffuse Reflexion

Veränderung der räumlichen Verteilung eines Strahlenbündels nach der Streuung durch eine Oberfläche oder eine Substanz in viele Richtungen. Ein vollkommen diffus streuendes Material zerstört jede Korrelation zwischen den Richtungen der einfallenden und der reflektierten Strahlung.

Anmerkung:

In der Regel tritt diffus und gerichtet reflektierte Strahlung nur zusammen auf.

A14.6
Direkter Blick in den Strahl

Alle Sehbedingungen, bei denen das Auge einem direkten oder einem spiegelnd reflektierten Laserstrahl ausgesetzt ist, im Gegensatz zur Betrachtung von z. B. diffusen Reflexionen.

A14.7
Einwirkungsdauer, Expositionsdauer

Die Zeitdauer eines Impulses, einer Impulsfolge oder einer Daueremission von Laserstrahlung, welche auf den menschlichen Körper einwirkt.

A14.8
Emissionsdauer

Die zeitliche Dauer eines Impulses, einer Impulsfolge (Puls) oder des Dauerbetriebes, in welcher der Zugang zu Laserstrahlung möglich ist, wenn die Laser-Einrichtung betrieben, gewartet oder in Stand gesetzt wird.

Für eine Impulsfolge ist dies die Dauer zwischen dem ersten halben Spitzenwert des führenden Impulses und dem letzten halben Spitzenwert des abschließenden Impulses.

A14.9
Energiedichte; Bestrahlung

An einem Punkt der Oberfläche der Quotient aus der Strahlungsenergie dQ, die auf ein Oberflächenelement trifft, das diesen Punkt enthält und der Fläche dA dieses Elementes.

SI-Einheit: Joule je Quadratmeter, J · m^-2

A14.10
Expositionsgrenzwert - EGW

Die Expositionsgrenzwerte nach § 6 Absatz 2 OStrV sind maximal zulässige Werte bei Exposition der Augen oder der Haut gegenüber Laserstrahlung. Diese sind in Anlage 4 Abschnitt A4.1 des Teils 2 "Messungen und Berechnungen von Expositionen gegenüber Laserstrahlung" der TROS Laserstrahlung aufgeführt.

Der EGW entspricht den MZB - Werten (Maximal zulässige Bestrahlung) aus DGUV Vorschrift 11 und 12.

Hinweis 1:

Der EGW ist das maximale Ausmaß der Laserstrahlung, dem das Auge oder die Haut ausgesetzt werden darf, ohne dass damit akute Gesundheitsschädigungen gemäß Tabelle A3.1 der Anlage 3 der TROS Laserstrahlung verbunden sind. Zum Schutz vor langfristigen Schädigungen durch die kanzerogene (krebsverursachende) Wirkung von UV-Strahlung ist das Minimierungsgebot nach § 7 OStrV besonders zu beachten.

Hinweis 2:

In anderen Schriften wird der Begriff "Maximal zulässige Bestrahlung (MZB)" für den EGW verwendet. Die Werte können sich unterscheiden.

Hinweis 3:

Auch bei täglichen Expositionsdauern von über 30 000s (8 h 20 min) gilt der jeweilige Expositionsgrenzwert von 30 000s (siehe Teil 2, Anlage 4 Abschnitt A4.1, Tabellen A4.4 und A4.5, TROS Laserstrahlung).

A14.11
Gebündelter Strahl

Ein "paralleles" Strahlenbündel mit sehr geringer Winkeldivergenz oder -konvergenz.

A14.12
Impulsdauer

Zeitintervall zwischen den Halbwerten der Spitzenleistung in der ansteigenden und abfallenden Flanke eines Impulses.

A14.13
Impulslaser bzw. gepulster Laser

Laser, der seine Energie in Form eines Einzelimpulses oder einer Impulsfolge (Puls) abgibt. Dabei ist die Zeitdauer eines Impulses kleiner als 0,25 s.

A14.14
Korbbrillen

Sind Schutzbrillen, bei denen der Tragkörper korbartig ausgebildet ist und aus weichem, elastischem Material besteht, so dass der Brillenkorb den Augenraum umschließt und sich am Gesicht anschmiegt.

A14.15
Korrektions-Schutzbrillen

Sind Schutzbrillen - in der Regel Gestellbrillen - die mit Sicherheitssichtscheiben mit optisch korrigierender Wirkung ausgestattet sind.

Handelsübliche Korrektionsbrillen haben keine Schutzwirkung gegen Laserstrahlung. Deshalb muss der Unternehmer auch fehlsichtigen Versicherten geeigneten Augenschutz zur Verfügung stellen.

Für kurzfristige Arbeiten über wenige Minuten können z. B. Korb-, Überbrillen oder Visiere getragen werden.

Kombinationen mit Korb- oder Überbrillen neigen allerdings zum Beschlagen, können dadurch zu zusätzlichen Gefährdungen führen und werden deshalb erfahrungsgemäß oft abgelehnt. Außerdem verursachen derartige Kombinationen oft Doppelbilder oder Spiegelungen.

Daher wird der Einsatz von Korrektionsschutzbrillen empfohlen, da sie Schutzfunktion und korrigierende Wirkung vereinen.

A14.16
Maximale Ausgangsstrahlung

Die maximale Strahlungsleistung bzw. die maximale Strahlungsenergie pro Impuls der gesamten zugänglichen Strahlung, die eine Laser-Einrichtung in irgendeine Richtung bei Nutzung aller apparativen Möglichkeiten zu einer beliebigen Zeit nach der Herstellung abgeben kann.

A14.17
Messblende

Die kreisförmige Fläche, über die Bestrahlungsstärke und Bestrahlung gemittelt werden müssen.

A14.18
Modenkopplung

Mechanismus oder eine Erscheinung innerhalb eines Laserresonators, welcher zur Erzeugung eines Zuges sehr kurzer Impulse führt. Diese Erscheinung kann absichtlich herbeigeführt werden oder auch spontan als "selbstständige Modenkopplung" vorkommen. Die dabei auftretenden Spitzenleistungen können beträchtlich höher sein als die mittlere Leistung.

A14.19
NOHD

Nominal Ocular Hazard Distance (Augensicherheitsabstand nach TROS Laserstrahlung, auch als Laser-Sicherheitsabstand bezeichnet)

Def. aus der TROS Laser: Unter dem Augensicherheitsabstand versteht man die Entfernung, bei der die Bestrahlungsstärke oder die Bestrahlung gleich dem entsprechenden Expositionsgrenzwert der Hornhaut des Auges ist. Schließt man beim Augensicherheitsabstand auch die Möglichkeit der Betrachtung mit optischen Hilfsmitteln ein, so wird vom erweiterten Augensicherheitsabstand (ENOHD) gesprochen.

Zur Angabe des Abstandes gehört immer auch die Expositionsdauerangabe, die bei der Ermittlung angesetzt wurde.

A14.20
Numerische Apertur N_A

Die Numerische Apertur ist definiert als Sinus der halben Strahldivergenz Θ₀ des Ausgangsstrahls, gemessen bei den Punkten mit 5 % der Spitzenbestrahlungsstärke.

(wenn Luft als Umgebungsmedium, dann n₀ = 1)

Mit dem Brechungsgesetz an der Stirnfläche und dem Grenzwinkel der Totalreflexion in der Faser ergibt sich ein maximaler Einstrahlwinkel , bei dem die Lichtstrahlen im Kern geführt werden können. Dieser Winkel wird auch als Akzeptanzwinkel bezeichnet.

Die numerische Apertur N_A ergibt sich aus folgenden Gesetzmäßigkeiten:

Grenzwinkel der Totalreflexion im Lichtwellenleiter Ø_G:

Brechungsgesetz an der Faserendfläche:

Damit erhält man für die Numerische Apertur:

und für den Akzeptanzwinkel: Θ_A = arcsin mit

n_K = Brechzahl optischer Kern

n_M = Brechzahl optischer Mantel

n₀ = Brechzahl außerhalb der Faser

(üblicherweise Luft mit n₀=1)

Unter dem Sinus des Akzeptanzwinkels Θ_A versteht man die numerische Apertur N_A. Je größer dieser Wert ist, desto mehr Leistung kann in einen Lichtwellenleiter eingekoppelt werden.

Typische Werte der Numerischen Apertur sind 0,1 bis 0,3.

Abb. A14.1 Akzeptanzwinkel Θ_A

A14.21
Optische Dichte

Eigenschaft eines optischen Mediums. Logarithmus zur Basis 10 (Briggscher Logarithmus) des reziproken Wertes des Transmissionsgrades τ.

A14.22
Reflexionsgrad

Verhältnis der reflektierten Strahlungsleistung zur einfallenden Strahlungsleistung unter gegebenen Bedingungen.

Symbol: ρ

SI-Einheit: 1

A14.23
Richtungsveränderliche Laserstrahlung (scanning)

Laserstrahlung, die bezüglich eines festen Bezugssystems eine mit der Zeit variierende Richtung, einen zeitlich veränderlichen Ursprungsort oder zeitlich veränderliche Ausbreitungsparameter hat.

A14.24
Sichtbare Laserstrahlung (Laser-Licht)

Jede optische Strahlung, die unmittelbar eine direkte Lichtempfindung im Auge hervorrufen kann.

Anmerkung:

In dieser DGUV Information bedeutet dies die elektromagnetische Strahlung, deren Komponenten im Wellenlängenbereich zwischen 400nm und 700nm liegen.

A14.25
Spiegelnde Reflexion

Reflexion an einer Fläche, bei der die Korrelation zwischen den einfallenden und reflektierten Strahlenbündeln aufrechterhalten wird, wie bei der Reflexion an einem Spiegel.

A14.26 Strahl

Laserstrahlung, die durch Richtung, Strahldivergenz, Strahldurchmesser oder Ablenkeigenschaften charakterisiert werden kann. Gestreute Strahlung von einer nicht spiegelnden Reflexion wird nicht als Strahl angesehen.

A14.27
Strahlaufweiter

Eine Kombination optischer Elemente, die den Durchmesser eines Laserstrahlenbündels vergrößert.

A14.28
Strahldivergenz

Die Strahldivergenz ist der ebene Winkel im Fernfeld, der durch den Kegel des Strahldurchmessers festgelegt ist. Wenn die Strahldurchmesser an zwei im Abstand r voneinander liegenden Punkten d₆₃ und d'₆₃ betragen, ist die Divergenz:

SI-Einheit: rad

A14.29
Strahldurchmesser (Strahlbreite)

Der Strahldurchmesser d_u an einem Punkt im Raum ist der Durchmesser des kleinsten Kreises, der u % der gesamten Strahlungsleistung (oder Energie) umfasst. In dieser DGUV Information wird d₆₃ benutzt.

Anmerkung:

Für ein Gaußsches Strahlbündel entspricht d ₆₃ den Punkten, an denen die Bestrahlungsstärke auf 1/e des Maximalwertes in der Strahlmitte (optische Achse) fällt.

Berechnungen für größere Strahldurchmesser als 1 mm: Für Strahldurchmesser größer 15 mm sollte der Korrekturfaktor für 15 mm eingesetzt werden. (Die Energie- bzw. Leistungsdichte wird dann allerdings mit den vorhandenen größeren Strahldurchmesser > 15 mm berechnet).

Eine ausführliche Beschreibung ist unter Anhang 13 zu finden.

In wenigen Fällen kann es bei Hochleistungslasern vorkommen, dass der berechnete Strahldurchmesser d₆₃ nicht die Gefährdung ausreichend wiederspiegelt. Z. B. wenn ein großer Anteil der Leistung z. B. 30 % in einem ersten Peak (z. B. d = 0,5 mm) liegt und der Rest der 63 % Leistung sich auf einen viel größeren Strahldurchmesser bezieht (z. B. d=4 mm). Dann muss auch der erste Peak mit dem entsprechenden Strahldurchmesser zusätzlich betrachtet werden.

A14.30
Strahlungsenergie

Zeitintegral der Strahlungsleistung über eine bestimmte Zeitdauer Δt.

SI-Einheit: Joule (J)

A14.31
Strahlungsleistung

In Form von Strahlung ausgesandte, durchgelassene oder empfangene Leistung.

SI-Einheit: Watt (W)

A14.32
Traghilfen

Sind Teile des Tragkörpers, die zum Befestigen am Ohr des Trägers oder z. B. am Schutzhelm dienen.

Dies sind z. B. Ohrbügel, Kopfband oder Kopfhalterung, Helmhalterung.

A14.33
Tragkörper

Sind Teile des Augenschutzes. Sie bestehen aus Fassung, Traghilfen, Verbindungselementen und gegebenenfalls zusätzlichen Erweiterungsteilen.

A14.34
Transmissionsgrad

Eigenschaft eines optischen Mediums. Verhältnis der durchgelassenen Strahlungsleistung zur auffallenden Strahlungsleistung.

Symbol: τ

SI-Einheit: 1

A14.35
Wellenlänge

Abstand zwischen auf einander folgenden Punkten gleicher Phase einer periodischen Welle, gemessen in Richtung der Wellenausbreitung

Einheit : m bzw. nm [entspricht] 10^-9 m