Anhang 1 TROS Laser Teil 2 - Messgrößen und Parameter zur Charakterisierung von Laserstrahlung
Die Beschreibung der Eigenschaften der von Laser-Einrichtungen emittierten Strahlung erfolgt durch Angabe verschiedener Messgrößen bzw. Parameter aus den Tabellen A1, A2 und A3. Die Tabellen enthalten die wesentlichen Messgrößen und Parameter, die bei Berechnungen oder Messungen von Laserstrahlung berücksichtigt werden müssen. Erläuterungen zu diesen Größen sind im Anhang 2 aufgeführt. Umfassendere Auflistungen können je nach Anwendungsfall z. B. DIN EN ISO 11145 [7] oder DIN EN 60825-1 [4] entnommen werden. Für die Erstellung einer Gefährdungsbeurteilung wird die Anzahl der Messgrößen und Parameter auf das Mindestmaß beschränkt, das eine vollständige und sachgerechte Analyse ermöglicht. In der Mehrzahl der Fälle sind als wesentliche Messgrößen die Leistung oder Energie, die Wellenlänge sowie das Strahlprofil des Laserstrahls zu bestimmen.
Tab. A1
Geometrische Größen und Größen zur Laserstrahlcharakterisierung
| Formelzeichen | Bezeichnung | Beschreibung | Einheit |
|---|---|---|---|
| α | ebener Winkel, α = k / r | Quotient aus dem vom ebenen Winkel aus einem Kreis herausgeschnittenen Kreisbogen k und dem Radius des Kreises r | rad |
| Ω | Raumwinkel Ω = A/r2 | Quotient der vom räumlichen Winkel aus einer Kugel herausgeschnittenen Oberfläche A und dem Quadrat des Kugelradius | sr |
| A | Strahlquerschnittsfläche | kleinste Fläche, die einen bestimmten Anteil der Strahlungsleistung enthält | m2 |
| d | Strahldurchmesser | Durchmesser des kleinsten Kreises in einer Ebene senkrecht zur Strahlachse, der einen bestimmten Anteil der Strahlungsleistung enthält | m |
| φ, θ | Strahldivergenz, Divergenzwinkel, Fernfelddivergenzwinkel, Fernfeldöffnungswinkel | Vollwinkel, der durch das Geradenpaar gebildet wird, das asymptotisch die Einhüllende der zunehmenden Strahlabmessung enthält (wird bezüglich eines vorgegebenen Leistungsanteils definiert) | rad |
| tH | Impulsdauer | Intervall zwischen den Zeitpunkten, bei denen die momentane Leistung 50 % der Spitzenleistung zum ersten und zum letzten Mal erreicht | s |
| F, fρ | Impulsfolgefrequenz, Impulswiederholfrequenz | Anzahl der Laserimpulse je Sekunde bei einem wiederholt gepulsten Laser | Hz |
| λ | Wellenlänge | nm | |
| ΔλH | wellenlängenbezogene spektrale Bandbreite | maximale Differenz zwischen den Wellenlängen, für die die spektrale Leistungsdichte die Hälfte ihres Maximalwertes erreicht | nm |
Tab. A2
Radiometrische Größen
| Formelzeichen | Bezeichnung | Beschreibung | Einheit |
|---|---|---|---|
| P, dP Pm, Pav Ppk | Strahlungsleistung, P = dQ/dt mittlere Leistung Spitzenleistung | Energiemenge pro Zeiteinheit zeitlich gemittelte Leistung Maximalwert der Strahlungsleistung (innerhalb eines Laserimpulses) | W |
| Q, dQ | Strahlungsenergie | J | |
| E, E(t) | Bestrahlungsstärke (Leistungsdichte), E = dP/dA | die auf eine Fläche einfallende Strahlungsleistung je Flächeneinheit; E und E(t) (zeitlich variierende Bestrahlungsstärke) werden aus Messungen gewonnen oder können vom Hersteller der Laseranlage angegeben werden | W · m-2 |
| H | Bestrahlung (Energiedichte), H = dQ/dA | zeitliches Integral der Bestrahlungsstärke | J · m-2 |
| t | Zeit, Dauer der Strahlungseinwirkung | s | |
| G | zeitlich integrierte Strahldichte | Integral der Strahldichte über eine bestimmte Expositionsdauer | J · m-2 · sr-1 |
Tab. A3
Laserschutzrelevante Parameter
| Formelzeichen | Bezeichnung | Beschreibung/Bemerkung | Einheit |
|---|---|---|---|
| CA, CB, CC | wellenlängenabhängige Wichtungsfaktoren | Wellenlänge in nm einsetzen | - |
| T1 | wellenlängenabhängiger Zeitparameter | zur Auswahl des relevanten Strahlungsgrenzwertes | s |
| αmin | kleinster Grenzwinkel, αmin = 1,5 mrad | oberhalb dieses Grenzwinkels erscheinen Laserstrahlungsquellen als ausgedehnt | rad |
| αmax | größter Grenzwinkel, αmax = 100 mrad | größter anzuwendender Winkel zur Beschreibung ausgedehnter Quellen | rad |
| α | Winkelausdehnung der scheinbaren Quelle | der ebene Winkel unter dem die scheinbare Quelle von einem Raumpunkt aus erscheint | rad |
| CE | Korrekturfaktor für ausgedehnte Quellen | abhängig von der Winkelausdehnung der scheinbaren Quelle | - |
| T2 | Zeitparameter, abhängig von der Winkelausdehnung der scheinbaren Quelle | zur Auswahl des relevanten thermischen Grenzwertes | s |
| γ | Empfangswinkel | derjenige Winkel, innerhalb dessen ein Strahlungsempfänger anspricht | rad |
| CP | CP = N-0,25, Korrekturfaktor für den Fall wiederholt gepulster Laserstrahlung | Reduktionsfaktor für den Einzelimpulsgrenzwert, N ist die Anzahl der Impulse | - |
| Tmin | wellenlängenabhängiger Zeitparameter | Zeitdauer, unterhalb derer kürzere Einzelimpulse zu addieren sind | s |
| NOHD | Augensicherheitsabstand (engl.: nominal ocular hazard distance) | Entfernung, in der die Bestrahlungsstärke oder die Bestrahlung gleich dem entsprechenden Expositionsgrenzwert des Auges ist. Die zugrunde gelegte Zeit, z. B. 0,25 s oder 100 s ist in der Regel mit anzugeben. | m |
| ENOHD | erweiterter Augensicherheitsabstand (engl.: enlarged nominal ocular hazard distance) | Wie bei NOHD, aber mit der Berücksichtigung der Beobachtung mit vergrößernden optischen Instrumenten. | m |
| t, Δt | Expositionsdauer | Zeitdauer, die einer Sicherheitsanalyse zugrunde liegt | s |