Seguridad láser
La seguridad de la radiación láser es el diseño, el uso y la implementación seguros de los láseres para minimizar el riesgo de accidentes con láser , especialmente aquellos que involucran lesiones oculares. Dado que incluso cantidades relativamente pequeñas de luz láser pueden provocar lesiones oculares permanentes, la venta y el uso de láseres suelen estar sujetos a las reglamentaciones gubernamentales.
Los láseres de potencia moderada y alta son potencialmente peligrosos porque pueden quemar la retina o incluso la piel. Para controlar el riesgo de lesiones, varias especificaciones, por ejemplo, 21 Code of Federal Regulations (CFR) Part 1040 en EE. UU. e IEC 60825 [1]internacionalmente, definen "clases" de láser en función de su potencia y longitud de onda. Estas reglamentaciones imponen a los fabricantes las medidas de seguridad requeridas, como el etiquetado de los láseres con advertencias específicas y el uso de gafas de seguridad para láser cuando se operan los láseres. Los estándares de consenso, como el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) Z136, brindan a los usuarios medidas de control para los riesgos del láser, así como varias tablas útiles para calcular los límites de exposición máxima permisible (MPE) y los límites de exposición accesible (AEL).
Los efectos térmicos son la causa predominante de las lesiones por radiación láser, pero los efectos fotoquímicos también pueden ser motivo de preocupación para longitudes de onda específicas de la radiación láser. Incluso los láseres de potencia moderada pueden causar lesiones en los ojos. Los láseres de alta potencia también pueden quemar la piel. Algunos láseres son tan potentes que incluso el reflejo difuso de una superficie puede ser peligroso para la vista.
La coherencia y el bajo ángulo de divergencia de la luz láser, ayudados por el enfoque del cristalino de un ojo, pueden hacer que la radiación láser se concentre en un punto extremadamente pequeño en la retina. Un aumento transitorio de solo 10 °C puede destruir las células fotorreceptoras de la retina . Si el láser es lo suficientemente potente, se pueden producir daños permanentes en una fracción de segundo, que es más rápido que un abrir y cerrar de ojos. Los láseres lo suficientemente potentes en el rango visible a infrarrojo cercano (400-1400 nm ) penetrarán en el globo ocular y pueden provocar el calentamiento de la retina, mientras que la exposición a la radiación láser con longitudes de onda inferiores a 400 nm o superiores a 1400 nm es absorbida en gran medida por la córnea. y cristalino, lo que lleva al desarrollo de catarataso quemaduras . [2]
Los láseres infrarrojos son particularmente peligrosos, ya que la respuesta de aversión al deslumbramiento protector del cuerpo, también conocida como " reflejo de parpadeo", se desencadena solo por la luz visible. Por ejemplo, algunas personas expuestas a láseres de Nd:YAG de alta potencia que emiten radiación invisible de 1064 nm pueden no sentir dolor o notar daños inmediatos en la vista. Un chasquido o un chasquido que emana del globo ocular puede ser la única indicación de que se ha producido un daño en la retina, es decir, la retina se calentó a más de 100 °C , lo que provocó una ebullición explosiva localizada acompañada de la creación inmediata de un punto ciego permanente . [3]
Los láseres pueden causar daños en los tejidos biológicos, tanto en el ojo como en la piel, debido a varios mecanismos. [1] El daño térmico, o quemadura , ocurre cuando los tejidos se calientan hasta el punto en que se produce la desnaturalización de las proteínas. Otro mecanismo es el daño fotoquímico , donde la luz desencadena reacciones químicas en el tejido. El daño fotoquímico ocurre principalmente con luz de longitud de onda corta (azul y ultravioleta ) y puede acumularse en el transcurso de horas. Los pulsos de láser más cortos que aproximadamente 1 μs pueden causar un rápido aumento de la temperatura, lo que resulta en una ebullición explosiva del agua. Posteriormente, la onda de choque de la explosión puede causar daños relativamente lejos del punto de impacto. Pulsos ultracortostambién puede mostrar autoenfoque en las partes transparentes del ojo, lo que lleva a un aumento del potencial de daño en comparación con pulsos más largos con la misma energía. La fotoionización demostró ser el principal mecanismo de daño por radiación con el uso del láser de titanio-zafiro. [4]
