
レーザー放射線安全とは、レーザー事故、特に眼の損傷事故のリスクを最小限に抑えるための、レーザーの安全な設計、使用、および実装を指します。比較的少量のレーザー光でも永久的な眼の損傷につながる可能性があるため、レーザーの販売と使用は通常、政府の規制の対象となります。
中出力および高出力レーザーは、網膜や皮膚を火傷させる可能性があるため、潜在的に危険です。傷害のリスクを管理するために、米国では連邦規則集第21巻第1040部、国際的にはIEC 60825 [ 1 ]などのさまざまな規格で、出力と波長に応じてレーザーの「クラス」が定義されています。これらの規制は、レーザーに特定の警告を表示することや、レーザー操作時にレーザー安全ゴーグルを着用することなど、製造業者に必要な安全対策を課しています。米国規格協会(ANSI)Z136などの合意規格は、レーザーの危険性に対する管理対策や、最大許容曝露量(MPE)限界値および許容曝露量(AEL)を計算するのに役立つさまざまな表をユーザーに提供します。
レーザー照射による損傷の主な原因は熱効果ですが、特定の波長のレーザー光では光化学効果も懸念されます。中程度の出力のレーザーでも目に損傷を与える可能性があります。高出力レーザーは皮膚を火傷させることもあります。一部のレーザーは非常に強力なため、表面からの拡散反射光でさえ目に危険を及ぼす可能性があります。

レーザー光のコヒーレンスと低い発散角は、眼のレンズによる集束によって促進され、レーザー放射を網膜上の極めて小さなスポットに集中させることができます。わずか+10℃(+18°F)の一時的な上昇でも、網膜光受容細胞を破壊する可能性があります。レーザーが十分に強力であれば、瞬きよりも速いほんの一瞬のうちに永久的な損傷が発生する可能性があります。可視光から近赤外線領域(400~1400 nm)の十分に強力なレーザーは眼球を貫通し、網膜の加熱を引き起こす可能性がありますが、波長が400 nm未満または1400 nmを超えるレーザー放射への曝露は、主に角膜と水晶体に吸収され、白内障や熱傷を引き起こします。[ 2 ]
赤外線レーザーは特に危険です。なぜなら、人体の保護的なグレア回避反応(「瞬目反射」とも呼ばれる)は可視光によってのみ引き起こされるからです。例えば、目に見えない1064 nmの放射線を発する高出力Nd:YAGレーザー に被曝した人の中には、痛みを感じなかったり、視力にすぐには損傷が見られなかったりする人もいます。眼球からパチッという音やクリック音が聞こえることが、網膜損傷が発生した唯一の兆候かもしれません。つまり、網膜が100 ℃(212 °F)以上に加熱され、局所的な爆発的な沸騰が起こり、永久的な盲点がすぐに発生したということです。[ 3 ]

レーザーは、いくつかのメカニズムにより、眼や皮膚などの生体組織に損傷を与える可能性があります。[ 1 ]熱損傷、つまり火傷は、組織がタンパク質の変性が起こるほど加熱されたときに発生します。もう1つのメカニズムは光化学損傷で、光が組織内で化学反応を引き起こします。光化学損傷は主に短波長(青色と紫外線)の光で発生し、数時間にわたって蓄積される可能性があります。約1μsより短いレーザーパルスは、急速な温度上昇を引き起こし、水の爆発的な沸騰につながります。爆発による衝撃波は、その後、衝撃点から比較的離れた場所に損傷を引き起こす可能性があります。超短パルスは、眼の透明な部分で自己集束を示すこともあり、同じエネルギーの長いパルスと比較して損傷の可能性が高まります。光電離は、チタンサファイアレーザーの使用における放射線損傷の主なメカニズムであることが証明されています。[ 4 ]
目は可視光線と近赤外線を網膜に集束させます。レーザー光線は、網膜上ではレーザー光線が目に入る地点よりも最大で20万倍も高い強度に集束させることができます。光の大部分は、光受容体のすぐ後ろにある色素上皮のメラニン色素によって吸収され、 [ 1 ]網膜に火傷を引き起こします。波長が400 nmより短い紫外線は水晶体に吸収されやすく、300 nmは角膜に吸収されやすく、光化学的損傷により比較的低い出力でも損傷を引き起こす可能性があります。赤外線は、近赤外線波長では主に網膜に、より長い波長では目の前部により熱損傷を引き起こします。下の表は、パルスレーザーによる損傷を除いて、さまざまな波長のレーザーによって引き起こされるさまざまな医学的状態をまとめたものです。
皮膚は通常、目に比べてレーザー光に対する感受性がはるかに低いが、あらゆる光源(レーザーまたは非レーザー)からの紫外線に過度にさらされると、日焼けに似た短期的および長期的な影響を引き起こす可能性がある。一方、可視光線と赤外線は主に熱による損傷によって有害である。[ 1 ]
米国連邦航空局(FAA)の研究者らは、1990年から2004年の間に発生した、パイロットがレーザー光に驚かされたり、注意散漫になったり、一時的に失明したり、方向感覚を失ったりした400件以上の報告事例のデータベースをまとめた。この情報により、米国議会で調査が行われた。[ 5 ]このような状況下での手持ちレーザー光への曝露は、曝露時間が短く、距離が大きく、ビームの広がりが数メートルにも及ぶことを考えると、些細なことのように思えるかもしれない。しかし、レーザー光への曝露は、閃光失明などの危険な状態を引き起こす可能性がある。これが航空機の運航の重要な瞬間に発生した場合、航空機が危険にさらされる可能性がある。さらに、人口の約18%から35%は、常染色体優性遺伝形質である光くしゃみ[ 6 ]を持っており、突然の閃光にさらされると、影響を受けた人は不随意のくしゃみ発作を経験する。



最大許容曝露量(MPE)とは、安全とみなされる光源の最大出力またはエネルギー密度(W/cm²またはJ/cm²)であり、損傷を引き起こす可能性が無視できるほど低い値です。通常、最悪の条件下で損傷を引き起こす可能性が50%ある線量の約10%です[ 7 ] 。MPEは、特定の波長と曝露時間で、人間の目の角膜または皮膚で測定されます。
眼への曝露に対する最大許容曝露量(MPE)の計算では、光が眼に及ぼす様々な影響を考慮します。例えば、深紫外線は、非常に低い出力であっても蓄積的な損傷を引き起こします。波長が約1400 nmより長い赤外線は、 網膜に到達する前に眼の透明な部分で吸収されるため、これらの波長のMPEは可視光よりも高くなります。波長と曝露時間に加えて、MPEは光(レーザー光など)の空間分布も考慮します。可視光および近赤外線のコリメートされたレーザー光は、レンズが光を網膜上の小さな一点に集束させるため、比較的低い出力でも特に危険です。高出力LEDなど、よくコリメートされたレーザー光よりも空間コヒーレンスが低い光源は、網膜上のより広い領域に光を分布させます。このような光源の場合、MPEはコリメートされたレーザー光よりも高くなります。 MPE の計算では、最悪のシナリオが想定されます。これは、眼のレンズが特定の波長に対して網膜上の最小スポットサイズに光を集束し、瞳孔が完全に開いている状態です。MPE は単位面積あたりの電力またはエネルギーとして規定されていますが、可視光および近赤外線波長の場合、完全に開いた瞳孔 (0.39 cm 2 )を通過できる電力またはエネルギーに基づいています。これは、断面積が 0.39 cm 2より小さいレーザービームに関係します。IEC-60825-1 および ANSI Z136.1 規格には、MPE の計算方法が含まれています。[ 1 ]
様々な法域において、標準化団体、法律、および政府規制は、レーザーに関連するリスクに応じてレーザーの種類を定義し、それらのレーザーに曝される可能性のある人々に対する必要な安全対策を定めている。
欧州共同体(EC)では、眼の保護に関する要件は欧州規格EN 207に、レーザー光の最大強度はEN 60825に規定されています。さらに、欧州規格EN 208では、ビームアライメント時に使用するゴーグルに関する要件が規定されています。これらのゴーグルはレーザー光の一部を透過させるため、作業者はビームの位置を確認できますが、レーザー光線が直接当たった場合の完全な保護を提供するものではありません。
米国では、保護眼鏡の使用やレーザーの安全な使用に関するその他の要素についてのガイダンスは、ANSI Z136 規格シリーズで規定されています。これらの合意規格はレーザー使用者を対象としており、完全版は ANSI または認定規格委員会 (ASC) Z136 の公式事務局であり、この ANSI 規格シリーズの発行元である米国レーザー協会から直接購入できます。[ 8 ]規格は以下のとおりです。
米国食品医薬品局(FDA)は、 21 CFR 1040に基づき、市販されるレーザー製品を規制しており、米国で販売されるすべてのクラスIIIbおよびクラスIVレーザーに、キースイッチ、安全インターロックドングル、電源インジケーター、アパーチャシャッター、および発光遅延(通常2~3秒)という5つの標準安全機能を備えることを義務付けています。DVDライターなどの他のコンポーネントの一部として設計されたOEMレーザーは、この要件の対象外です。一部の非携帯型レーザーには、安全ドングルや発光遅延機能がない場合もありますが、緊急停止ボタンやリモートスイッチを備えている場合があります。

レーザーは、1970年代初頭から波長と出力[ 18 ]によって4つのクラスといくつかのサブクラスに分類されてきました。この分類は、レーザーが被曝した人に与える損傷の程度に応じて、クラス 1(通常の使用では危険なし)からクラス 4(目や皮膚に深刻な危険)まで分類しています。分類システムには2種類あり、2002年以前に使用されていた「旧システム」と、2002年以降に段階的に導入されている「改訂システム」があります。後者は、元の分類システムが考案されて以来蓄積されたレーザーに関するより多くの知識を反映しており、特定の種類のレーザーが、元の分類システムでの配置によって示唆されていたよりも危険性が低いと認識されることを可能にしています。改訂システムは、改訂版IEC 60825規格の一部です。2007年からは、改訂システムは米国向けのANSIレーザー安全規格(ANSI Z136.1)にも組み込まれています。 2007年以降、米国に輸入されるレーザー製品については、改訂されたシステムに基づく表示がFDAによって認められています。旧システムと改訂システムは、改訂システムでのみ使用される1M、2M、3Rクラスと、旧システムでのみ使用される2A、3Aクラスによって区別できます。旧システムでは、米国ではクラス番号はローマ数字(I~IV)で、EUではアラビア数字(1~4)で指定されていました。 改訂システムでは、すべての管轄区域でアラビア数字(1~4)が使用されます。
レーザーの分類は、各レーザークラスごとに定義された許容放出限界(AEL)の概念に基づいています。これは通常、特定の波長範囲と露光時間で、特定の距離にある特定の開口絞りを通過する際に放出できる最大出力(W)またはエネルギー(J)です。4 μmを超える赤外線波長の場合は、最大出力密度(W/m²)として指定されます。レーザーの正しい分類を提供し、規制で定められた適切な警告ラベルと安全対策をレーザーに装備することは、製造者の責任です。より強力なレーザーで使用される安全対策には、キー制御操作、レーザー光の放出を示す警告灯、ビームストップまたは減衰器、およびユーザーが緊急停止またはインターロックに接続できる電気接点などがあります。

以下に、IEC 60825-1規格で規定されている分類システムの主な特性と要件、および必要な警告ラベルを一覧で示します。さらに、クラス2以上では、ここに示した三角形の警告ラベルが必要であり、レーザー放射、レーザー開口部、皮膚への危険性、不可視波長を示す特定の場合には、その他のラベルが必要となります。クラスI~IVについては、後述の旧システムに関するセクションを参照してください。
クラス1レーザー製品
クラス 1 レーザーは、通常の使用条件下ではすべて安全です。これは、レーザーを肉眼または一般的な拡大光学系 (望遠鏡や顕微鏡など) で観察する場合、最大許容曝露量 (MPE) を超えることができないことを意味します。適合性を確認するために、規格では、肉眼、平行ビームを観察する一般的な望遠鏡、および発散ビームを観察する一般的な顕微鏡に対応する開口部と距離を規定しています。クラス 1 に分類されるレーザーの中には、十分な大きさの開口部を持つ望遠鏡や顕微鏡で観察すると危険となるものもあります。たとえば、非常に大きな平行ビームまたは非常に大きく発散するビームを持つ高出力レーザーは、 規格で定義された開口部を通過するパワーがクラス 1 の AEL より小さい場合、クラス 1に分類される可能性 があります。ただし、より大きな開口部を持つ拡大光学系では、安全でないレベルのパワーが収集される可能性があります。多くの場合、光ドライブなどのデバイスは、より強力な高クラス レーザーのビームを完全に封じ込め、通常の使用で光が漏れない場合、クラス 1 とみなされます。[ 19 ]
レーザー光です。光学機器で直接見ないでください。クラス1Mレーザー製品
クラス 1M レーザーは、顕微鏡や望遠鏡などの拡大光学系を通過する場合を除き、あらゆる使用条件下で安全です。クラス 1M レーザーは、大径ビームまたは発散ビームを生成します。 ビームを狭めるために集束光学系または結像光学系を使用しない限り、クラス 1M レーザーの最大許容曝露量 (MPE) は通常超えることはありません。ビームが再集束されると、クラス 1M レーザーの危険性が高まり、製品クラスが変わる可能性があります。レーザーは、 裸眼の瞳孔を通過できるパワーがクラス 1 の AEL より低いが 、一般的な拡大光学系 (規格で定義されている) によって目に集光できるパワーがクラス 1 の AEL より高く 、クラス 3B の AEL より低い場合に、クラス 1M に分類されます 。[ 20 ]
レーザー光線を直視しないでください。クラス2レーザー製品
クラス2レーザーは、瞬目反射(明るい光に対するまぶしさ回避反応)によって照射時間が0.25秒以下に制限されるため、安全であると考えられています。これは可視光レーザー(400~700nm )にのみ適用されます。クラス2 レーザーは、連続波出力が1mW以下に制限されます が、発光時間が0.25秒未満の場合、または光が空間的にコヒーレントでない場合は、それ以上の出力でも構いません。意図的に瞬目反射を抑制すると、眼の損傷につながる可能性があります。レーザーポインターや測定機器の中には、クラス 2に分類されるものがあります。
レーザー光照射中。ビームを直視したり、光学機器で直接見たりしないでください。クラス2Mレーザー製品
クラス2Mのレーザーは、光学機器を通して見ない限り、瞬き反射によって安全とみなされます。クラス 1Mと同様に、これは直径が大きい、または発散角が大きいレーザー光線に適用され、瞳孔を通過する光量がクラス2の制限値を超えてはならないことを意味します 。
レーザー光照射。目への直接照射を避けてください。クラス3Rレーザー製品
クラス3Rレーザーは、取り扱いに注意し、ビームの視認を制限すれば安全であると考えられています。クラス 3Rレーザーでは、最大許容曝露量(MPE)を超えることがありますが、負傷のリスクは低いとされています。クラス 3Rの可視連続レーザーの出力は5mWに制限されています 。その他の波長やパルスレーザーについては、別の制限が適用されます。
レーザー光照射を避けてください。クラス3Bレーザー製品
クラス3Bレーザーは、目に直接照射すると危険ですが、紙やその他のマットな表面からの拡散反射は有害ではありません。波長315 nmから遠赤外線までの連続レーザーのAELは0.5 Wです。400~700 nmのパルスレーザーの制限は30 mJです。その他の波長や超短パルスレーザーには別の制限が適用されます。クラス 3Bレーザービームを直接見る可能性がある場所では、通常、保護眼鏡が必要です。クラス3Bレーザーには、キースイッチと安全インターロックを装備する必要があります。クラス3BレーザーはCDおよびDVDライター内部で使用されていますが、レーザー光がユニットから出ないため、 ライターユニット自体はクラス1です。
レーザー光照射:直接照射または散乱照射による目や皮膚への曝露を避けてください。クラス4レーザー製品
クラス4は、クラス3B AELを超えるすべてのレーザーを含む、最も危険度の高いレーザークラスです 。定義上、クラス 4レーザーは、直接、拡散、または間接的にビームを視認した結果、皮膚を火傷したり、壊滅的で永久的な眼の損傷を引き起こしたりする可能性があります。これらのレーザーは可燃性物質に発火する可能性があり、火災の危険性があります。これらの危険は、一見つや消しの表面からの間接的または非鏡面反射にも適用される可能性があり、ビーム経路を制御するために細心の注意を払う必要があります。クラス4レーザーには、キースイッチと安全インターロックを装備する必要があります。ほとんどの産業用、科学用、軍事用、および医療用レーザーはこのカテゴリに属します。医療用レーザーは発散放射を持つ可能性があり、公称眼危険距離(NOHD)と公称眼危険領域(NOHA)に注意する必要があります。[ 21 ]

旧分類システムにおける安全クラスは、米国において合意規格(ANSI Z136.1)および連邦・州の規制によって確立されました。IEC 825(後にIEC 60825)などの合意規格で規定されている国際分類は、同じ概念に基づいていましたが、米国の分類とは若干異なる名称で示されていました。
この分類システムは、1970年代初頭に開発された元のシステムからわずかに変更されたものです。現在も米国のレーザー製品安全規制で使用されています。記載されているレーザー出力は代表的な値です。分類は波長と、レーザーがパルス式か連続式かによっても異なります。レーザークラス1~4については、上記の改訂システムに関するセクションを参照してください。
本質的に安全であり、目に損傷を与える可能性はありません。これは、出力が低い場合(この場合、何時間も照射しても目に損傷を与えることはありません)、またはCDプレーヤーやレーザープリンターのように、通常の動作中にユーザーがレーザービームにアクセスできないように筐体が設けられている場合のいずれかです。
人間の目の瞬き反射(回避反応)により、長時間意図的に光線を見つめない限り、目の損傷は防がれます。出力は最大1mWです。このクラスには、可視光 を発するレーザーのみが含まれます。レーザーポインターの中には、このカテゴリに属するものもあります。
クラスIIの低出力領域に属し、 網膜に火傷を負わせるには1000秒以上の連続照射が必要となる。市販のレーザースキャナーはこのサブクラスに属する。
このクラスのレーザーは、ビーム径や出力密度を変化させる光学機器と組み合わせた場合に特に危険ですが、光学機器による増強がなくても、2分以上目に直接照射されると網膜に深刻な損傷を与える可能性があります。出力は5mWを超えません。機器に「注意」警告ラベルが貼付されていない場合、ビーム出力密度は2.5mW/cm²を 超えてはなりません。そうでない場合は、「危険」警告ラベルが必要です。銃器用のレーザー照準器やプレゼンテーションでよく使用されるレーザーポインターの多くはこのカテゴリーに属します。
このクラスのレーザーは、ビームが直接目に入ると損傷を引き起こす可能性があります。これは一般的に、出力が5~500mWのレーザーに当てはまります 。このカテゴリーのレーザーは、レーザーの出力によっては、1/100秒以上の照射で永久的な眼の損傷を引き起こす可能性があります。拡散反射は一般的に危険ではありませんが、鏡面反射は直接照射と同じくらい危険な場合があります。クラスIIIbレーザーのビームを直接見る可能性がある場合は、保護眼鏡の着用をお勧めします 。このクラスの高出力レーザーは、火災の危険性があり、皮膚に軽い火傷を負わせる可能性もあります。
このクラスのレーザーは、ビーム出力が500mWを超え、眼や計測機器の光学系で集束されなくても、眼や皮膚に重篤な永久的な損傷を与える可能性があります。レーザービームの拡散反射光は、公称危険区域内では皮膚や眼に危険を及ぼす可能性があります。(公称危険区域とは、適用される最大許容曝露量(MPE)を超えるレーザーの周囲の領域のことです。)多くの産業用、科学用、軍事用、医療用レーザーがこのカテゴリーに属します。
レーザーに関わる多くの科学者は、以下のガイドラインに同意しています。[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]

米国労働安全衛生局は、MPEを超える眼への曝露を引き起こす可能性のある方法でクラス3Bおよび4のレーザーを操作する場合、職場での眼の保護具の使用を義務付けている。[ 27 ]
適切なフィルター光学系を備えた保護眼鏡は、危険なビーム出力を持つ反射光や散乱光、およびレーザービームへの直接曝露から目を保護できます。眼鏡は、適切な波長範囲で遮断または減衰するように、特定の種類のレーザーに合わせて選択する必要があります。たとえば、532 nm(緑色レーザー)を吸収する眼鏡は通常オレンジ色に見えます(ただし、レーザー保護眼鏡を選択する際にレンズの色だけに頼るべきではありません)。この眼鏡は、550 nmを超える波長を透過します。このような眼鏡は、723 nmを超える波長 (赤外線(つまり、不可視)レーザー)を発するレーザーに対する保護としては役に立ちません。さらに、一部のレーザーは複数の波長の光を発します。これは、 808 nm赤外線レーザーダイオード で励起され、最終的な532 nm出力を生成するために使用される基本波1064 nmレーザービームも生成する、532 nmの「緑色レーザーポインター」などの安価な周波数倍増レーザーで特に問題となる可能性があります。赤外線がビームに混入する場合(一部の緑色レーザーポインターではこのような現象が発生します)、純粋な緑色または既に赤外線フィルター処理されたビーム用に設計された通常の赤色またはオレンジ色の保護メガネでは、一般的に赤外線を遮断できません。周波数倍増YAGレーザーや可視光線を発するその他の赤外線レーザーを使用する際には、専用のYAGレーザー用保護メガネや二周波保護メガネが利用できますが、これらは高価であり、赤外線励起緑色レーザー製品では、このような追加の保護が必要かどうかが必ずしも明記されているわけではありません。
保護メガネは光学密度(OD)で評価されます。光学密度とは、光学フィルターがビームパワーを減衰させる減衰係数の常用対数です。例えば、OD 3の保護メガネは、指定された波長範囲のビームパワーを1000分の1に減衰させます。ビームパワーを最大許容曝露量以下に低減するのに十分な光学密度(上記参照)に加えて、直接ビームに曝される可能性がある場所で使用されるレーザー保護メガネは、レーザービームの直撃を受けても破損しない必要があります。保護仕様(波長と光学密度)は通常、保護メガネの上部付近に印刷されています。欧州共同体では、欧州規格EN 207により、製造業者は光学密度ではなく最大出力定格を指定することが義務付けられています。常に保護メガネを着用してください。
インターロックとは、レーザー筐体や部屋のドアが開いているなど、特定の条件が満たされない場合にレーザービームを停止させる回路です。クラス3Bおよび4のレーザーは通常、外部インターロック回路用の接続部を備えています。DVDドライブやポータブルCDプレーヤーのように、光がインターロック付きの筐体内に収められているため、 多くのレーザーはクラス1に分類されます。
システムによっては、他の条件下でレーザーを自動的に停止させる電子回路を備えているものもあります。例えば、光ファイバー通信システムの中には、ファイバーが切断または破損した場合に自動的に送信を停止させる回路を備えているものもあります。[ 28 ] [ 29 ]
多くの管轄区域では、レーザーを扱う組織はレーザー安全責任者(LSO)を任命することが義務付けられています。LSOは、組織内の他のすべての従業員が安全規則を遵守していることを確認する責任があります。[ 30 ]

1999年から2016年にかけて、いわゆるレーザーポインターやレーザーペンがもたらすリスクへの注目が高まっています。通常、レーザーポインターの販売は、地域の規制に応じて、クラス 3A(5mW未満 )またはクラス 2(1mW未満 )に制限されています。たとえば、米国、カナダ、英国では、 キー操作制御やその他の安全機能が備わっていない限り、クラス3Aが最大で許可されています。[ 31 ]オーストラリアでは、クラス 2が最大で許可されています。しかし、取り締まりがあまり厳しくないことが多いため、クラス 2以上のレーザーポインターは、許可されていない国でも販売されていることがよくあります。
Van Norren ら (1998) [ 32 ] は、1 mW未満のクラス III レーザーが視力障害を引き起こしたという医学文献の例を 1 つも見つけることができませんでした 。Mainster ら (2003) [ 33 ]は、11 歳の女の子が約 5 mW の赤色レーザー ポインターを目の近くに持って 10 秒間ビームを見つめたために一時的に視力障害を起こした 1 つの例を挙げています。彼女は暗点(盲点) を経験しましたが、3 か月後に完全に回復しました。Luttrull と Hallisey (1999) は、34 歳男性がクラス IIIa 5 mW の赤色レーザーのビームを 30 ~ 60 秒間見つめたために一時的な中心暗点と視野欠損を引き起こした同様の例を記述しています。彼の視力は、眼科検査の時点で 2 日以内に完全に回復しました。眼科医が網膜を詳細に観察するために用いる手法である静脈内蛍光眼底血管造影検査により、中心窩のわずかな変色が確認された。
したがって、赤色レーザーポインターなどに見られるような5mW未満のレーザーに0.25秒間短時間曝露しても、 眼の健康に脅威を与えることはないと考えられます。一方、クラス IIIaレーザーのビームを近距離で数秒以上意図的に見つめると、損傷を受ける可能性があります。損傷を受けた場合でも、ほとんどの人は視力を完全に回復します。これ以外の不快感は、身体的なものではなく心理的なものかもしれません。緑色レーザーポインターに関しては、安全な曝露時間はさらに短くなる可能性があり、さらに高出力のレーザーでは、即座に永久的な損傷を受けることが予想されます。これらの結論は、特定の処方薬がレーザー光の特定の波長と相互作用し、感受性の増加(光毒性)を引き起こす可能性があるという最近の理論的観察によって修正される必要があります。
レーザーポインターによる目の物理的な損傷の問題以外にも、いくつかの望ましくない影響が考えられます。これには、夜間の運転時など、暗い環境でレーザー光線に遭遇した場合の、短時間の閃光盲が含まれます。これにより、一時的に車両の制御を失う可能性があります。航空機に向けられたレーザーは航空にとって危険です。胸に赤い点を見た警察官は、狙撃兵が自分を狙っていると結論付け、攻撃的な行動をとる可能性があります。[ 34 ]さらに、このようなレーザー光に予期せずさらされた一部の人が示す驚愕反射により、自傷行為や制御不能になったケースが報告されています。これらの理由および同様の理由から、米国食品医薬品局は、レーザーポインターは玩具ではなく、大人の直接の監督下以外では未成年者が使用すべきではないと勧告しています。
光ファイバーレーザーの安全性の特徴は、通常動作時には光線にアクセスできないため、アクセス可能にするには何らかのプラグを抜くか、何かを破損させる必要があるという点です。結果として生じる出射光線は非常に拡散するため、目の安全性は距離と拡大装置の使用の有無に大きく左右されます。
実際には、設置されているシステムの大部分は、電力レベルが通常1mW未満 で波長が赤外線(例えばクラス 1)であるため、偶発的に被ばくしても健康への影響はほとんどないと考えられます。ただし、いくつかの重要な例外があります。
ほとんどのシングルモード/マルチモード光ファイバーシステムは、実際には人間の目には見えない赤外線を使用しています。この場合、目に不快感が生じることはありません。ただし、670~1000 nmの波長で動作するシステムは例外で、実際には非常に強い光であっても、鈍い赤色に見えることがあります。技術者は、故障箇所の特定に628~670 nm付近の赤色レーザーを使用することもあります。これらのレーザーは、特に出力が異常に高い場合、誤った見方をすると重大な危険を引き起こす可能性があります。このような可視光故障探知器は、通常、1 mW以下はクラス2、10 mW以下はクラス2M に分類されます。
長距離システムでは高出力光増幅器が使用されます。これらの増幅器は、数ワットまでの出力を持つ内部ポンプレーザーを使用しており、これは大きな危険を伴います。しかし、これらの出力は増幅器モジュール内に収まっています。一般的な光コネクタ(つまり、ビームが拡張されていないもの)を使用するシステムでは、通常、出力は約100mWを超えることはできません 。この出力レベルを超えると、シングルモードコネクタの信頼性が低下するためです。したがって、システムにシングルモードコネクタがある場合、他の詳細が不明であっても、設計出力レベルは常にこのレベルを下回ります。これらのシステムにおけるもう一つの要因は、1550nm付近の波長帯(光増幅器に共通)の光は、眼球内の液体が網膜に集束する前に光を吸収するため、比較的リスクが低いとみなされていることです。これにより、このようなシステムの全体的なリスク要因が低減される傾向があります。
光学顕微鏡や拡大装置にも特有の安全上の課題があります。光パワーが存在する場合、単純な拡大装置を使用してファイバー端を検査すると、ビーム全体が目に結像する可能性があるため、ビーム発散による保護が効かなくなります。したがって、このような状況では単純な拡大装置を決して使用してはなりません。ブロッキングフィルターを組み込んだ光コネクタ検査用顕微鏡が市販されており、これにより目の安全性が大幅に向上しています。最新の設計[ 35 ]では、赤色の故障位置特定レーザーに対する保護も組み込まれています。
レーザーの危険性の大部分はビーム自体に起因するが、レーザーシステムの使用にはビーム以外の危険性も伴うことが多い。多くのレーザーは高電圧装置であり、 5mJ の小型 パルスレーザーでも通常400V以上、高出力レーザーでは数キロボルトを超える。これに、レーザーやその他の関連電気機器を冷却するための高圧水が加わることで、レーザービームそのものよりも大きな危険性が生じる可能性がある。
電気機器は、浸水時の感電リスクを軽減するため、一般的に床面から少なくとも250mm (10 インチ)以上の高さに設置する必要があります。光学テーブル、レーザー、その他の機器は、適切に接地してください。筐体のインターロックは遵守し、トラブルシューティング時には特別な予防措置を講じてください。
電気的な危険に加えて、レーザーは特定の設置環境において、化学的、機械的、その他の危険を引き起こす可能性があります。化学的危険には、アルゴンイオンレーザー管内の酸化ベリリウム、エキシマレーザー内のハロゲン、色素レーザー内の有毒または可燃性溶剤に溶解した有機染料、ヘリウムカドミウムレーザー内の重金属蒸気やアスベスト絶縁体など、レーザー固有の物質が含まれます。また、金属の切断や表面処理から発生する金属ヒュームや、プラスチックをレーザー切断する際の高エネルギープラズマで生成される複雑な分解生成物など、レーザー加工中に放出される物質も含まれます。
機械的危険には、真空ポンプや圧力ポンプの可動部品、フラッシュランプ、プラズマ管、ウォータージャケット、ガス処理装置の内破または爆発などが含まれる可能性がある。
高出力のクラス IIIBレーザーまたはクラス IVレーザーの動作により、高温や火災の危険性が生じる可能性もあります。
商用レーザーシステムでは、溶融プラグ、熱遮断器、圧力逃がし弁などの危険軽減策により、例えば冷却水ジャケットの詰まりによる蒸気爆発などの危険性を低減しています。インターロック、シャッター、警告灯は、現代の商用設備において重要な要素となることがよくあります。古いレーザー、実験用・趣味用システム、および他の機器から取り外されたもの(OEMユニット)では、誤用や様々な故障モードによる影響を予測し、軽減するために特別な注意を払う必要があります。