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2 安全基準とクラス分け

レーザー機器及びその使用者のための安全指針

レーザーは出力の低いものでも、直視すると失明の危険があり注意が必要である。国際機関である国際電気標準会議(International Electro-technical Commission、略称IEC)の60825-1「レーザー機器及びその使用者のための安全指針」により、レーザー機器の出力、レーザー光線の波長等による、クラス分けがなされており、クラス毎に労働衛生安全管理体制の整備が必要となる。

国内における安全基準

JIS(日本工業規格)
JIS C 6801 「レーザー安全用語」
JIS C 6802 「レーザー製品の安全基準」

アメリカにおける安全基準

ANSI(米国規格協会)
ANSI Z 136.1 「レーザーに関する安全な使用」
FDA(米国食品医薬品局)
FDA 21CFR PART1040_10and1040.11 「保護と安全のための放射線規制法」

クラス分けと制約条件

上記JIS C 6802の平成17年改訂を元にしたクラス分け。

クラス1

合理的に予見可能な運転状況下で安全であるレーザー。どのような光学系(レンズや望遠鏡)で集光しても、眼に対して安全なレベルであり、クラス1であることを示すラベルを貼る以外は特に対策は要求されていない。

クラス2

可視光のみに規定され、眼の保護は「まばたき」などの嫌悪反応により行われることによりクラス1なみの安全が確保されるレーザー。

クラス1M

合理的に予見可能な運転状況下で安全である302.5 - 4000nmの波長範囲の光を放出するレーザー。光学系で覗かない限りは安全なレベルである。このレベルの光を屋外に放射することは、望遠鏡等を覗いている人がいないとは言えないので危険と考えるべきである。つまり屋内などの使用条件が限定された場所でのみ安全なレーザーとみなすべきである。

クラス2M

可視光のみに規定され、眼の保護は「まばたき」などの嫌悪反応により安全が確保されるレーザー。光学系で覗かない限りは安全なレベルである。

クラス3R

直接のビーム内観察は潜在的に危険であるが、その危険性はクラス3Bレーザーに対するものよりも低いレーザー。製造者や使用者に対する規制対策がクラス3Bレーザーに比し緩和されている。クラス1あるいはクラス2のAELの5倍以内である。鍵やインタロックを取り付ける必要がない点で、その上のクラスとは異なっている。

クラス3B

連続発振レーザーで0.5W以下、パルスレーザーで10~5Jm/m~2以下のもの。直接見ることは危険なレーザー。直視をしなければ安全なレベル。鍵やインタロックを取り付ける必要がある。使用中の警報表示等が必要。

クラス4

散乱された光を見ても危険なレーザー。皮膚に当たると火傷を生じたり、物に当たると火災を生じたりする恐れのあるものを含む。出射したレーザービームは必ずブロックする等の対策が必要。鍵やインタロックを取り付ける必要がある。使用中の警報表示等が必要。

代表的なレーザーの用途

(1)ルビーレーザー

レーザーとして取り出す効率が悪い為研究、産業用にはあまり使用されません。用途としては、医療用途(特に美容)でシミ・ホクロ消しに利用されています。また、赤色の光を出すレーザーとして、ホログラフィーなどにも使われています。

(2)YAGレーザー

比較的取り出す効率が良い為研究、産業用など広い分野で使用されています。産業用途としては、金属溶接や穴あけ、切断などの利用が多く、主に金属などへの加工が多いようです。

(3)CO2レーザー

レーザーとして取り出す効率が非常によい為さまざまな分野で使用されています。用途としては、熱処理、切断、溶接、穴あけなどです。金属への加工は光の波長が合わない為、YAGに比べて大きなエネルギーが必要になります。

(4)その他

HeNe(ヘリウムネオン)、エキシマ、アルゴンなどが有ります。

[Ⅱ] 発振方式による分類

レーザーは光の強さの時間的な変化でも分けることができる。
断続的にレーザー光を出すパルスレーザーと、連続的にレーザー光を出すCWレーザー(Continuous wave laser)とに区別することができる。前者は、複数の波長で位相をそろえて同時に発振させるモード同期という手法を用いるか、またはQスイッチという構造を用いて、瞬間的に非常に強いパワーを出すことが可能である。後者はパルス動作と比べると瞬間的なパワーは低いが、高い時間的コヒーレンスを得ることが可能で、そのため干渉などの現象を観測しやすい。

[Ⅲ] 波長による分類

レーザーは発振される光の波長によって分類することも出来る。
多くの場合、使用されるレーザー媒体によって、レーザーの発振波長はほぼ決まる。多くのレーザー媒体は、ごく限定された波長範囲でしか利得を持たないからである。ただし、色素レーザーやチタンサファイアレーザーなど、広い波長範囲で利得を持つ媒体も存在する。これらの場合は共振器のQ値の分光特性や、利得スペクトルの形状などにより発振波長が決まる。また自由電子レーザーでは、媒質となる電子ビームの利得波長を自由に選ぶことが出来るため、任意の波長で発振することができる。

赤外線レーザー

波長によっては、大気中での減衰が最も小さい。

可視光線レーザー

当たった場所を視認することが出来るのでレーザーポインターなどに使用されている。

紫外線レーザー

波長を落とすことで、熱エネルギーによる熱加工能力は低下しますが、レーザー光がもともと持っている光エネルギーが高くなり材料
の熱による影響が少なくなります。

[Ⅲ] 波長による分類