Un peu de magnéto-optique

SECURITE LASER/ PRINCIPES
ESSENTIELS
JUILLET 2009/ POLE OPTIQUE
V.REITA
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Le rayonnement électromagnétique
.
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Types de laser
Nature du milieu excité
et type
Longueur(s) d'onde de service
Source d'excitation
Laser hélium-néon
632,8 nm (543,5 nm, 593,9 nm, 611,8 nm, 1,1523 μm,
1,52 µm, 3,3913 µm).
Décharge électrique
Laser à argon
454,6 nm, 488,0 nm, 514,5 nm (351 nm, 363,8 nm,
457,9 nm, 465,8 nm, 476,5 nm, 472,7 nm, 528,7 nm, et
aussi avec un doubleur de fréquence pour obtenir 244 nm,
257nm).
Décharge électrique
Laser au krypton
416 nm, 530,9 nm, 568,2 nm, 647,1 nm, 676,4 nm,
752,5 nm, 799,3 nm.
Décharge électrique
Laser au dioxyde
de carbone (CO2)
10,6 μm, (9,4 μm).
Décharge électrique transversale (haute puissance)
ou longitudinale (faible puissance)
Laser à excimer
193 nm (ArF), 248 nm (KrF), 308 nm (XeCl), 353 nm
(XeF).
Recombinaison d'un excimer à l'aide d'une décharge
électrique
Dye lasers
390-435 nm (stilbène), 460-515 nm (coumarine 102), 570640 nm rhodamine 6G) et nombreux autres.
Un autre laser ou une lampe flash
Laser à rubis
694,3 nm
Lampe flash
Laser Nd-YAG
1,064 μm, (1,32 μm)
Lampe flash, diode laser
Laser Nd-YAP
1,079 μm, (1,34 μm)
Lampe flash, diode laser
Laser au titane saphir
(Ti-sapphire)
650-1100 nm
Un autre laser
Laser à diode semi–
conducteur
0,4-20 μm, selon la partie active du matériau utilisé.
Courant électrique
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Les lasers classe IV dans l’Institut
Titane-Saphir
Krypton 0.5W
Argon 5W
Nd-Yag continu
et OPO
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Yag pulsé
Les lasers classe III dans l’Institut
He-Ne 5mW
Et certains lasers d’alignement
Diode laser fibrée….
Diode laser
rouge
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Statistiques des accidents
(par type de lasers)
HeCd,Cu..
3.70%
Yag/rubis
diode 1.10%
3.70%
Nd:Yag
others 5.50%
29.70%
Rubis 6.20%
HeNe 7%
colorants
9.90%
CO2 12.80%
argon 20.50%
Source: Rockwell Laser Industies, Inc; mai 2004
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Principales causes d’accidents
Exposition de l’oeil:
lors de l’alignement
lors d’un mauvais fonctionnement d’un appareil
Protection oculaire peu utilisée
Utilisation de lunettes inadéquates ou défectueuses
Mauvais confinement du faisceau
Précautions insuffisantes lors de manipulation de haut voltage
Causes des accidents déclarés aux USA de 1964 à 1992
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Dommages occasionnés (1/4):
absorption optique par la peau
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Dommages occasionnés (2/4)
Lesions cutanées
thermique
Erythème
Phlyctène
Carbonisation
supérieure
Visible, IR
photochimiques
Erythème
kératose
Allergie
cutanée
mélanome
UV
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photoablatifs
Désorption de
la surface des
tissus
Rupture des
liaisons
moléculaires
UV <360nm
Absorption des rayonnements optique par
l’œil (3/4)
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Dommages occasionnés (4/4)
Lésions oculaires
UV B et C(170 à
315nm)
Conjonctivite (inflammation
de la conjonctive)
Photokératite (inflammation
de la cornée)
Perte de transparence du
cristallin
Visible (400 à 700nm) et
proche IR (700nm à 1.4µm)
Dommages variable dépendant où
se fait la focalisation sur la rétine:
-hors macula: ras
- dans macula et périphérie: tache
noire
- dans fovéa: perte de la vue
UV A (315 à 400nm)
et IR lointain (1.4à 3µm)
Photokératite de
la cornée
À long terme:
cataracte
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Les classes de laser (depuis 2008)
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Classe 1: lasers sans danger, à condition de les utiliser dans leurs conditions raisonnables
prévisibles(exemples : imprimantes, lecteurs de CD-ROM et lecteurs de DVD).
Classe 1M: lasers dont la vision directe dans le faisceau, notamment à l’aide d’instrument
optiques, peut être dangereuse.
Classe 2: lasers qui émettent un rayonnement visible dans la gamme de longueur de 400 à
700nm. La protection de l’œil est normalement assurée par les réflexes de défense
comprenant la réflexe palpébral, clignotement de la paupière. (par exemple, des lecteurs de
code-barres).
Classe 2M: lasers qui émettent un rayonnement visible dans la gamme de longueur de 400
à 700nm. Lasers dont la vision directe dans le faisceau, notamment à l’aide d’instrument
optiques, peut être dangereuse.(exemples : loupes et télescopes).
Classe 3R: lasers dont l’exposition direct dépasse l’EMP ( Exposition Maximal Permise)
pour l’œil, mais dont le niveau d’émission est limité à cinq fois la LEA ( Limite d’Emission
Accessible) des classes 1 et 2.
Classe 3B: laser dont la vision directe du faisceau laser est toujours dangereuse. La vision
de réflexions diffuses est normalement sans danger.
Classe 4: lasers qui sont aussi capables de produire des réflexions diffuses dangereuses. Ils
peuvent causer des dommages sur la peau et peuvent également constituer un danger
d’incendie. Leur utilisation requiert des précautions extrêmes.
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Dangers selon les classes de laser
3A
3B
4
Sans
Sans danger
(reflexe
palpébral)
Danger en vision
directe
Danger en vision
directe et sous
certaines conditions en
refléxion diffuse
Très important
Oeil: rayon
direct et
réflexions
spéculaires
sans
Ne pas
regarder le
faisceau
Ne pas regarder le
faisceau, surtout à
travers un instrument
d’optique
Ne pas regarder le
faisceau, surtout à travers
un instrument d’optique
Ne jamais regarder
le faisceau
Œil:
réflexions
diffuses
sans
Classe
Dangers
peau
1
2
Ne jamais regarder
le faisceau
Sensation de picotements
ou échauffements avant
lésions
sans
incendie
Risque élevé
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Consignes aux utilisateurs
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Ne jamais placer son oeil face au faisceau
Enlever tout objet réfléchissant apparent (montre, bracelet, bague,
clés…)
Choisir ET porter des lunettes de protection appropriées
Utiliser un laser de classe 1 ou 2 pour les alignements
Atténuer au maximum le faisceau chaque fois que l’émission
maximale n’est pas nécessaire
Utiliser des viseurs IR ou carte de visualisation pour les alignements
Limiter le nombre de personne autour de l’expérience
Installer le poste informatique plus haut que le faisceau laser
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Protections oculaires: marquage des
lunettes, choix
Normes EN207, EN208
Sur le côté des lunettes, on trouve
1
2
3
4
5
6
DI
1060
L8
univet
CE
EN207
1: type de laser (D continu, I pulsé, R impulsion géantes, M laser
pico et femto seconde)
2: longueur d’onde filtrée
3: numéro d’échelon (indique le niveau de densité de puissance
maximale à la longueur d’onde donnée)
4: fabricant
5: marque de certification
6: référence à la norme concernée
Dans l’exemple, lunettes pour laser Nd:Yag continu et pulsé
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ESSENTIEL
Lorsque l'on travaille sur un laser de classe supérieure à 1, il faut obligatoirement :
•
Avoir la maitrise du faisceau laser, de la source au détecteur. C'est à dire :
•
–
Que tout objet réfléchissant et partiellement réfléchissant soit solidement fixé
–
De connaître parfaitement son expérience et ainsi localiser parfaitement le trajet du
faisceau laser lors de sa propagation. Cette connaissance permet en même temps de
repérer les réflexions parasites et de les bloquer (En utilisant des bloqueurs absorbants et
non réfléchissants).
–
De bloquer le faisceau, il faut au maximum éviter les réflexions diffuses en utilisant par
exemple un morceau de carton pour bloquer le faisceau laser puissant.
Que l'expérimentateur prenne ses précautions. C'est à dire :
–
Qu'il doit régler son expérience à faible puissance
–
Qu'il ne doit jamais mettre ses yeux dans l'axe de propagation des faisceaux laser
–
De toujours travailler nu de tout objet réfléchissant tel qu'une montre, un bracelet, une
alliance...
–
De toujours travailler dans une pièce minimalement éclairée pour ne jamais avoir sa pupille
totalement ouverte.
–
Et bien sur de toujours porter ses lunettes de protection adaptées dès que le risque existe.
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Que faire en cas d’accident
Fermer les yeux obligatoirement (s’asseoir ou se coucher par terre), et
appeler quelqu’un
Appeler le service médical au 1287 ou 1515 ou 1818
préciser la partie du corps atteinte
identifier le laser (classe, énergie, longueur d’onde, rayon
directe ou indirecte)
Mettre plusieurs compresses stériles sur les 2 yeux pour empêcher la
lumière de pénétrer. Les fixer avec une bande de gaze
Quelque soit l’importance de l’accident, aller à l’hopital dans les
heures qui suivent
Subir un fond d’oeil
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