Laser: Gefährdungen und Schutzmaßnahmen / 3.1 Biologische Wirkung des Lasers

Die biologische Wirkung von Laserstrahlung hängt von der Energiedichte sowie der Einwirkdauer ab. Die Wirkungen können dabei in drei Bereiche unterteilt werden:

1. Fotochemische Prozesse (z. B. Hautrötung, Sonnenbrand, Pigmentflecke): entstehen bei Einwirkzeiten >10 s und einer Leistungsdichte (Watt W pro Fläche) < 50 mW/cm². Durch die zugeführte Energie der optischen Strahlung werden die Moleküle des Gewebes verändert und Prozesse wie z. B. Alterung der Haut oder Entstehung von Hautkrebs beschleunigen. Fotochemische Wirkungen verhalten sich kumulativ und können auch bei niederschwelligen, aber regelmäßigen (langjährigen) Expositionen gesundheitliche Schädigungen bewirken.
2. Fotothermische Prozesse (z. B. Netzhautverdampfung/Koagulation): lokale Temperaturerhöhung im Gewebe bei Einwirkzeiten von 1 ms bis ca. 1 s und einer Leistungsdichte von > 50 bis 100 W/cm².
3. Fotoionisierende Prozesse (z. B. Gewebeabtragung, Gewebeverdampfung, Ausbildung von Plasma): entstehen bei Einwirkzeiten von 10 ns bis 10 μs und einer Leistungsdichte >10⁶ bis 10¹⁰ W/cm².

3.1.1 Gefährdung des Auges

Bei Laserbearbeitungsmaschinen gibt es nicht nur die maschinentypischen mechanischen und elektrischen Gefährdungen sowie Gefährdungen durch Lärm, Vibration und Wärme, sondern auch Gefährdungen durch die hohen Energie- und Leistungsdichten des Laserstrahles. Eine der Hauptgefährdungen durch Laserstrahlung besteht in einer Verletzung des Auges. Maßgeblich sind hierbei die Leistungsdichte, die Einwirkzeit und die Wellenlänge.

Laserstrahlung im Bereich von 380 bis 1.400 nm (sichtbares Licht und IR-A) kann zu Schäden an der Netzhaut und Fovea (kleine Netzhautgrube) führen (vgl. Abb. 4). Bei der Betrachtung eines Gegenstandes oder einer Lichtquelle wird dieser direkt auf der Fovea abgebildet. Verletzungen in diesem Bereich führen zu einer deu...