LASER – Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

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1 LASER – Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
SECURITE LASER LASER – Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

2 Conditions de fonctionnement
Milieu Actif : Solide, liquide, gazeux Cavité optique : simple ou à interrupteur Excitation : optique, electrique, ou chimique

3 Familles de LASER Laser Continus Laser impulsionnels

4 Les LASER les plus utilisés
Laser Solide Nd Yag Ti:Saphire OPO-OPA Diode laser Nd YLF Laser Liquide Laser à colorant Laser à Gaz He-Ne Argon Krypton Excimère Azote CO2

5 Spectre des sources laser : couleurs
De L’Ar2 (126 nm) au CO2 (10.6 µm)

6 Aspects temporels Laser continu (CW) Laser impulsionnel Relaxé :
Durée d’impulsion de quelques micro secondes à quelques 100 ms Energie de quelques micro Joules à quelques Joules Taux de répétition de quelques Hertz à quelques kilos Hertz Q-Switch : Durée d’impulsion de 1ns à quelques centaines de ns Blocage de mode ( mode-locked) Durée d’impulsion de 200 ps à 10 fs Taux de répétition : 100 Mhz (quasi continu)

7 Puissance et Energie Puissance (Watts) : Emission Continue Energie
Largeur d’impulsion en seconde Fréquence de répétition en Hz

8 Classification des laser longueurs d’onde en fonction de la puissance pour les différentes classes

9 Classification des laser Laser de classe 1 < 0.39µW
Classe 1 : Ces lasers ne présentent aucun danger dans les conditions d’utilisation raisonnablement prévisibles, lorsque la vision du faisceau s’effectue à l’aide d’optiques. Classe 1M : Ces lasers émettent dans la gamme de longueurs d’onde de nm à 4000 nm et ne présentent pas de danger dans les conditions d’utilisation raisonnable prévisibles mais le faisceau peut se révéler dangereux si celui-ci est utilisé avec des optiques. Les deux conditions à considérer sont : Le cas de faisceaux fortement divergents comme ceux de la plupart des diodes électroluminescentes (DEL) et les diodes lasers ou composants optiques seraient placés dans un intervalle de 100 mm de la source pour la concentrer ou le rendre collimaté. Le cas de faisceaux collimatés de grands diamètres qui seraient vus à travers un télescope ou des jumelles. Note: Les LEA des classes 1 et 1M sont équivalentes mais les critères de mesure sont différents. Le niveau de rayonnement des lasers de classe 1M susceptible de passer à travers un instrument optique ne peut dépasser celui de la classe 3B.

10 Classification des laser 0
Classification des laser µW < Laser de classe 2 <1 mW dans le visible Classe 2 : Lasers qui émettent un rayonnement visible, dans la gamme de la longueur d’onde de 400 à 700 nm. La protection de l’oeil est normalement assurée par les réflexes de défense comprenant le réflexe palpébral. Cette réaction est censée fournir une protection appropriée dans les conditions d’utilisation raisonnablement prévisibles, même dans le cas de vision du faisceau à l’aide d'instruments d’optique. Note: Les éventuels rayonnements supplémentaires que pourraient émettre les lasers de classe 2, en dehors de la gamme de 400 à 700 nm, ne doivent pas dépasser la LEA de la classe1. Classe 2M : Lasers qui émettent un rayonnement visible, dans la gamme de la longueur d’onde de 400 à 700 nm. La protection de l’oeil est normalement assurée par les réflexes de défense comprenant le réflexe palpébral. Cependant, la vision du faisceau peut se révéler dangereuse si celui-ci est utilisé avec des optiques. Les deux conditions à considérer sont: Le cas de faisceaux fortement divergents comme ceux de la plupart des DEL et des diodes lasers ou des composants optiques seraient placés dans un intervalle de 100 mm de la source, pour le concentrer ou le rendre collimaté. Le cas d’un faisceau collimaté de grand diamètre dont la source serait vue à travers un télescope ou des jumelles. Note: Les LEA des classes 2 et 2M sont équivalentes mais les critères de mesure sont différents. Le niveau de rayonnement des lasers de classe 2M susceptible de passer à travers un instrument optique ne peut dépasser celui de la classe 3B. Les éventuels rayonnements supplémentaires que pourraient émettre les lasers de classe 2M, en dehors de la gamme de 400 à 700 nm, ne doivent pas dépasser la LEA de la classe 1M. 

11 Classification des laser 1mW <Laser de classe 3 < 500mW
Classe 3R : Ces lasers émettent dans le domaine de la longueur d’onde de nm à 106 nm. La vision directe du faisceau est potentiellement dangereuse mais le niveau de risque demeure plus faible que celui des lasers de la classe 3B. Les prescriptions de fabrication et les mesures de contrôle pour l’utilisateur sont plus réduites que celles qui sont exigées pour la classe 3B. La limite d’émission accessible est 5 fois celle de la classe 2 pour les longueurs d’onde comprises entre 400 et 700 nm et 5 fois celle de la classe 1 pour les autres longueurs d’onde. Classe 3B : Lasers qui sont normalement dangereux dans le cas de vision directe du faisceau (comme a l’intérieur de la zone nominale de risque oculaire). La vision des réflexions diffuses est normalement sans danger (si la vision s’effectue avec une distance minimale entre la cornée et l’écran de 13 cm et une durée de 10s).

12 Classification des laser Laser de classe 4 > 500 mW La plupart des laser au GONLO
Classe 4 : Lasers qui sont dangereux dans le cas de vision directe du faisceau mais qui sont aussi capables de produire des réflexions diffuses dangereuses. Ils peuvent causer des lésions cutanées et constituer un danger d’incendie. Leur utilisation requiert des précautions extrêmes. Note concernant les lasers des classes 1M, 2M et 3R : Des précautions sont surtout requises pour empêcher la vision directe continue du faisceau. Une vision momentanée (0.25 s) du rayonnement, dans la gamme de 400 à 700 nm, comme cela peut se produire de manière accidentelle, n’est pas considérée comme dangereuse. Cependant, le faisceau laser ne doit pas être intentionnellement pointé sur les personnes. L’utilisation d’aides optiques à la vision (comme des jumelles) avec des lasers de classe 1M, 2M et 3R peut augmenter le risque oculaire. Des précautions supplémentaires doivent être prises.

13 Risques occulaires Sensibilité de l’œil en fonction de la longueur d’onde

14 L’œil Absorption des radiations électromagnétiques par l’œil pour le visible et le proche infrarouge DANGER : FOCALISATION SUR LA RETINE

15 Les risques cutanés

16 Risques d’incendie Faire attention aux matériaux inflammables (papiers, tissus ….) Et en particulier si ils sont de couleur noir …

17 Risques chimiques Laser à colorant (produits cancérigènes)
Solvants utilisés pour le nettoyage des optiques tel que le méthanol et l’acétone

18 Risques électriques Les équipements laser délivrent presque toujours de la haute tension d’où des risques d’électrocution.(lampes flash,…)

19 Equipements des locaux laser
Murs gris mat ou noir mat Tables optiques à une hauteur de 900 mm environ Montures optiques peintes en noirs mat Signal lumineux rouge de fonctionnement du laser au dessus des portes d’entrée Coups de poing d’arrêt d’urgence Boucle de sécurité sur l’ouverture des capots Ordinateur de gestion de l’expérience au dessus du plan des faisceaux Utilisation de chaises hautes Lunettes de protection à disposition des visiteurs Protection des yeux au maximum

20 Déroulement des manips
Travailler si c’est possible avec un bon éclairage de la pièce (pupille moins dilatée) Effectuer des réglages à puissance réduite Ne pas mettre de montre, bracelet et bagues susceptibles de réfléchir la lumière (attention aux alliances !!) Capoter au maximum le trajet du faisceau Mettre les faisceaux au centre des lentilles (R=4% sur chaque face et réflexion restant dans le même axe) Sécuriser tous les éléments optiques (fixer les supports ..) Travailler le plus possible dans un plan horizontal (attention aux ascenceurs permettant de monter un faisceau à une certaine hauteur) Travailler debout pour les réglages permet d’être au-dessus des faisceaux

21 Attitudes à adopter en salle laser
Prendre connaissance du trajet des faisceaux si ce n’est pas un montage qu’on connaît Ne jamais regarder au niveau des faisceaux pour un alignement optique Toujours réfléchir avant de bouger un élément optique pour soi-même et surtout pour les autres Intercepter le faisceau en amont par un écran Se baisser le dos tourné à la table optique pour ramasser un objet Mettre des lunettes de protection adaptées à chaque fois que cela ne gêne pas la manipulation Privilégier les réglages optiques avec une caméra ou moniteur vidéo

22 Pour la classe IIIB et la classe IV
Port de lunettes adaptées très fortement conseillé. La longueur d’onde de coupure doit correspondre à la longueur d’onde