Laserbearbeitung
science photo / stock.adobe.com
23.09.2019 Fachinformation 397 0

Laser im Fokus

Laser kommen praktisch überall in unserem täglichen Leben vor. Allerdings sind sie auch nicht ganz ungefährlich: Schwerwiegende Augeverletzungen können beispielsweise die Folge sein, wenn man direkt in den Laserstrahl hineinschaut. Auf internationaler Ebene werden bei IEC Normen und Standards erarbeitet, die unseren Alltag im Umgang mit der Lasertechnologie sicherer machen.

IEC-Logo

Von Catherine Bischofberger

Lasertechnologie findet heutzutage so weite Verbreitung, dass häufig nicht an die damit verbundenen Gesundheitsgefährdungen gedacht wird, die nur durch die genaue Beachtung strengster Sicherheitsnormen ausgeschlossen werden können.

Aus diesem Grund ist die Fachkompetenz der IEC bei der Erstellung von Sicherheitsspezifikationen bei den Behörden und in der ganzen Branche gefragt.

Kontakt

Dr. David Urmann
Zuständiges Gremium
Downloads + Links

Heutige Laser gehen auf eine Idee von Albert Einstein zurück

Lasertechnologie kommt in einer Vielzahl von Bereichen vom Einsatz – von chirurgischen Eingriffen bis zur Drucktechnologie. Laser produzieren einen sehr scharf gebündelten Lichtstrahl mit sehr engem Frequenzbereich. Anders als das Sonnenlicht weisen Laserlichtwellen ähnliche Längen auf und breiten sich gemeinsam aus, wobei alle Wellenkämme in Phase ausgerichtet sind.

Wasserlaser-Show
PhotoChur / stock.adobe.com

Der Begriff „Laser“ ist ein Akronym, das für „light amplification by stimulated emission of radiation“ (Licht-Verstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung) steht. Albert Einstein stellte bereits vor mehr als einhundert Jahren – im Jahr 1917 – erstmals theoretische Betrachtungen zur stimulierten Emission von Licht an.

Einstein verwendete das Plancksche Strahlungsgesetz, um Wahrscheinlichkeitskoeffizienten für die stimulierte Emission von elektromagnetischer Strahlung zu beschreiben. Seine Theorie legte nahe, dass Elektronen dazu stimuliert werden könnten, Licht mit einer bestimmten Wellenlänge abzugeben.

Dies wurde zum Grundprinzip aller heute verwendeten Laser, auch wenn es weitere 40 Jahre dauern sollte, bevor Wissenschaftler in der Lage waren, ein funktionsfähiges Gerät zu bauen.

Während die Lasertechnologie herausragende technische Durchbrüche in einer Vielzahl von Bereichen ermöglicht hat, zeichnet sich Laserlicht allerdings auch durch eine Reihe von spezifischen Eigenschaften aus, die Sicherheitsprobleme mit sich bringen können. Laser können schwerwiegende Augenverletzungen bei Personen verursachen, die direkt in den Laserstrahl oder auf dessen Reflexionen von spiegelnden Oberflächen blicken. Darüber hinaus können auch diffuse Reflexionen einer leistungsstarken Strahlenquelle gleichermaßen Augenverletzungen hervorrufen. Hochleistungslaser können Hautverletzungen verursachen und brennbare Materialien entzünden.

Die Art der Verletzung und die Schwelle, ab der die jeweilige Läsion verursacht wird, hängt von verschiedenen Faktoren wie der Expositionsdauer und den Absorptionseigenschaften des Materials ab, das dem Laserlicht ausgesetzt ist.


Nahaufnahme von optischen Fasern
Pter Mcs / Fotolia

Expertengremium DKE/GK 841 Optische Strahlungssicherheit und Lasereinrichtungen

Das DKE-Gemeinschaftskomitee 841 mit dem Normenausschuss Feinmechanik und Optik (NAFuO) im DIN ist zuständig für die Strahlungssicherheit aller künstlichen Lichtquellen und von Einrichtungen, die Laser enthalten oder ausschließlich für den Gebrauch mit Lasern vorgesehen sind.

Im Fokus der Bearbeitung stehen dabei Schutzmaßnahmen, Klasseneinteilung und Messgeräte der Laserleistung für Anwendungen aller Arten.

Zum Expertengremium DKE/GK 841

IEC-Klassifizierungssystem als weltweite Referenz für Laserprodukte

Das TC 76 der IEC (Spiegelgremium DKE/GK 841) wurde eingerichtet, um Sicherheitsnormen für Laser und LEDs zu erarbeiten. Eines der größeren Vorhaben war bisher die Veröffentlichung der internationalen Norm IEC 60825-1. Diese Norm bietet ein globales Klassifizierungssystem für Laserprodukte anhand von deren Sicherheitsanforderungen und Strahlungsgrenzwerten. Das Klassifizierungssystem findet in der Industrie breite Anwendung und wird von Herstellern, Einrichtern und den Behörden der meisten Länder weltweit als Referenz für Lasergeräte betrachtet.

Die Norm legt beispielsweise fest, wie der Sicherheitsabstand von der Laserquelle zu bestimmen ist. „Wenn Sie sich in größerer Entfernung aufhalten als durch den Sicherheitsabstand angegeben, sind Sie vor versehentlicher Bestrahlung sicher. Wenn Sie sich in zu großer Nähe befinden und direkt in den Laserstrahl blicken, besteht das reale Risiko einer Augenverletzung“, erläutert Jan Daem, der als Experte im internationalen Normungsgremium IEC/TC 76 tätig ist.

Haarentfernungs-Laser auf dem Holztisch
alexlmx / stock.adobe.com

Bei der Norm IEC 60825-1 handelt es sich um eine horizontale Veröffentlichung. Dies bedeutet, dass sie einen allgemeinen Charakter besitzt und einen globalen Rahmen für die meisten anderen Technischen Komitees der IEC bietet, die Normen für bestimmte Laserprodukte, wie Drucker, Haarentferner und Barcode-Scanner, erarbeiten. Die Norm stellt sicher, dass alle Normungsdokumente, die von den einzelnen Komitees erarbeitet werden, kohärent sind.

Das TC 76 gliedert sich in sieben Arbeitsgruppen (Working Groups – WGs) mit jeweils unterschiedlichem Tätigkeitsbereich. Die WG 7 erarbeitet zum Beispiel Normen für Hochleistungslaser. Jan Daem ist Mitglied in drei dieser Arbeitsgruppen.

Das Technische Komitee hat bislang 35 Dokumente veröffentlicht und arbeitet an zwölf weiteren Publikationen, darunter auch neue Ausgaben bereits existierender Normen. Es arbeitet eng mit der Internationalen Kommission für den Schutz vor nichtionisierender Strahlung und der Internationalen Beleuchtungskommission zusammen.

Eine der wichtigen Normen, bei deren Erarbeitung Jan Daem mitgewirkt hat, ist IEC 62471-5, die sich mit Bildprojektoren beschäftigt. „Wir haben drei Jahre gebraucht, bis wir dieses Dokument veröffentlichen konnten, das wir völlig neu erarbeiten mussten. Wir haben uns mit Branchenvertretern zusammengesetzt und erst einmal wissenschaftliche Daten ausgewertet. Im Anschluss daran haben wir eine pragmatische Herangehensweise bezüglich der Messbedingungen für Bildprojektoren auf Grundlage der Endbenutzer-Exposition vorgeschlagen“, erläutert er.


Newsletter in Tablet liegt auf einer Tastatur
Coloures-Pic / stock.adobe.com

Mit dem DKE-Newsletter sind Sie immer am Puls der Zeit!

In unserem monatlich erscheinenden Newsletter ...

  • fassen wir die wichtigsten Entwicklungen in der Normung kurz zusammen
  • berichten wir über aktuelle Arbeitsergebnisse, Publikationen und Entwürfe
  • informieren wir Sie bereits frühzeitig über kommende Veranstaltungen
Jetzt anmelden!

Mitarbeit in der Normung bietet für Unternehmen große Vorteile

Die Einbeziehung in die Normungsarbeit biete auch für seinen Arbeitgeber riesige Vorteile, so Daem. „Es ist eine große Hilfe: Wir bekommen jedwede Änderungen in der Normung sofort mit und müssen keines unserer Produkte umgestalten, damit es normgerecht ist. Die Kommunikation mit unserer hauseigenen Validierungsabteilung und dem Produktgestaltungsteam wird dadurch wesentlich vereinfacht. Der ganze Entwicklungsprozess bis zur Markteinführung läuft rationalisiert ab.“

Daem betont zudem die aufgeschlossene Arbeitsatmosphäre im TC 76 der IEC. „Viele der Mitglieder sind absolute Experten auf ihrem Gebiet und bereits seit 30 Jahren in dem Bereich tätig. Alle waren unglaublich hilfsbereit, als ich neu hinzukam. Ich habe eine Menge durch die Arbeit mit ihnen gelernt und zahlreiche wertvolle Ratschläge erhalten. Das Expertengremium ist wissenschaftlichen und technischen Entwicklungen gegenüber sehr offen und dafür aufgeschlossen, diese Änderungen zu übernehmen und in seine Normen zu integrieren.“

Die zeitaufwändige Normungsarbeit erfüllt nicht nur für die Gemeinschaft insgesamt einen wichtigen Zweck, sondern trägt auch dazu bei, dass die beteiligten Hersteller besser darauf vorbereitet sind, neue oder sich verändernde Marktanforderungen zu erfüllen.


Interessiert an Industry?

Fokusbild Inudstrie 4.0

Industrie 4.0 zeichnet sich durch eine starke Vernetzung von Maschinen- und Anlagenbau, Automatisierungstechnik und IT aus. Ein Merkmal ist die Weiterentwicklung und Anwendung von modernen Automatisierungs-, Kommunikations- und Informationstechnologien, die neue Möglichkeiten für Anwender in der Produktion und Logistik eröffnen sollen. Weitere Inhalte zu diesem Fachgebiet finden Sie auf unserer

DKE-Themenseite Industry

Internationale Zusammenarbeit in der elektrotechnischen Normung