Die Absorption (lat. „Aufsaugung“), welche als physikalische Kenngröße für die optische Dichte verwendet werden kann, beschreibt die Aufnahme von Energie einer Welle durch das zu durchquerende Medium. Die Absorption verursacht einen Intensitätsverlust des Lichtes beim durchqueren des Materials. Die Abschwächung der Intensität erfolgt proportional zum Absorptionskoeffizienten. Absorption ist stark von der Frequenz der Atomgitterschwingungen. Dies ist auf die Bandstruktur des zu durchquerenden Mediums zurückzuführen. Photonen bestimmter Energie regen Atome und Moleküle an, welche die Quantenübergänge mit genau dieser Energiedifferenzen zwischen den Orbitalen oder in ihren Molekülschwingungen aufweisen. Bei der Absorption der Photonen wird die aufgenommene Energie thermisch freigesetzt.

Die Norm DIN EN 12254 weist AB Schutzstufen für Laserschutz Abschirmungen aus. Die Schutzstufen basieren auf dem maximalen spektralen Transmissionsgrad (τ) bei der entsprechenden Laserwellenlänge (λ). Der maximalen Leistungsdichte (E) bzw. der Energiedichte (H) je nach Wellenlängenbereich und Betriebsart des Lasers (D, I, R, M). Die Angaben sind zusätzlich in 4 Wellenlängenbereiche unterteilt, den Bereich UV-A und UV-B (180-315 nm), den UV-C, den sichtbaren Bereich, den NIR Bereich (315-1050 nm), speziell den nahen Infrarot Bereich von 1050 – 1400 nm und den Ferninfrarotbereich (FIR) ab 1400 nm. Die maximale spektrale Transmission ist ein weiterer Faktor zur Identifikation der erforderlichen Schutzstufen.

Quelle: Abschirmungen an Laserarbeitsplätzen - Sicherheitstechnische Anforderungen und Prüfung; Deutsche Fassung EN 12254:2010 + AC:2011

Akkreditierte Stellen sind staatlich benannte und überwachte, private Prüfstellen innerhalb der Europäischen Union (Auditier und Zertifizierstellen). Akkreditierte Stellen werden von Herstellern beauftragt, die Konformitätsbewertung von allen hergestellten Industriegütern welche innerhalb der europäischen Union gehandelt werden, zu kontrollieren und zu bestätigen. Diese Stellen üben hiermit eine „mittelbare Staatsverwaltung“ aus.

Akkreditierte Stellen sind verantwortlich, den Herstellern und die zuständigen Überwachungsbeörden der Mitgliedsstaaten des Europäischen Wirtschaftsraumes die Einhaltung „Grundlegender Anforderungen“ an die Produktbeschaffenheit und die Beachtung der zutreffenden Harmonisierungsrichtlinie des zutreffenden Konformitätsbewertungsverfahren zu bescheinigen. Sie berechtigen so den beauftragten Hersteller bei Einhaltung der Vorgaben zur Abgabe einer Konformitätserklärung und zur Anbringung einer CE-Kennzeichnung.

Zusammenarbeit mit akkreditierten Stellen:

DIN CERTCO (Notified Body 0196)
DIN CERTCO GESELLSCHAFT FÜR KONFORMITÄTSBEWERTUNG MBH
Albinostraße 56
12103 Berlin

ECS (Notified Body 1883)
ECS European Certification Service GmbH
Hüttfeldstraße 50
73430 Aalen

Für den Röntgenschutz werden Bleigleichwerte angegeben. Die Angabe eines Bleigleichwerts ist eine Vergleichsangabe, für das zum Schutz verwendete Produkt und seine Abschirmungswirkung gegenüber Ionisierender Strahlung, im Vergleich zur Abschirmungswirkung einer reinen Bleischicht. PROTECT- Laserschutz bietet Röntgenschutzbrillen mit einem Bleigleichwert von 0.75 mm Pb an.

Entscheidend ist hier die Dichte des Materials, welches einen Rückschluss auf die Abstände der Atome innerhalb des Atomgitters zulässt.
Die Berechnung der äquivalenten Bleischichtdicke [mm] erfolgt nach einer in der Norm DIN 6812 beschriebenen Gleichung.

Gemäß DIN EN 207, sollten bei allen Berechnungen der Energie- und Leistungsdichte die tatsächliche Strahlfläche (Die Fläche des kleinsten Kreises, der 63 % der Laserleistung bzw. der Laserenergie enthält) verwendet werden. Für Strahldurchmesser mit anderem Format muss ähnlich vorgegangen werden und das kleinste zugängliche Rechteck/Ellipse, das  63  % der Laserleistung bzw. Laserenergie enthält verwendet werden.

Im Laserschutz kommen dielektrische Filter zum Einsatz. Die Technik des dielektrischen Filters ermöglicht es Glas-Absorptions-Laserschutzfilter zusätzlich mit reflektierenden Schichten auszustatten. Hier werden in einem aufwändigen Verfahren eine Vielzahl von Einzelschichten mit verschiedenen Brechungsindices miteinander kombiniert, wodurch sich der Wellenwiederstand ändert und bestimmte Wellenlängen und Wellenlängenbereiche reflektiert werden können.

Durch diese Technologie können Filter realisiert werden, welche beispielsweise höhere Schutzstufen oder eine bessere Farbsicht im Vergleich zu normalen Absorptionsfiltern mit vergleichbaren Schutzstufen haben. Die extrem dünnen Schichten sind sehr empfindlich und verlieren bei Beschädigungen, wie zb. Kratzern oder Schlägen ihre Wirkung.

Je geringer die Divergenz eines Laserstrahls ist desto annähernd paralleler breitet sich dieser aus. Eine geringe Divergenz bedeutet, dass sich der Strahldurchmesser des Lasers über die Entfernung nur sehr geringfügig aufweitet. Mit einer höheren Divergenz vergrößert sich der Strahlendurchmesser linear mit steigender Entfernung.

Es ist das kleinste zugängliche Strahlenmaß zu verwenden. In der Berechnung ist davon auszugehen, dass dieses 63 % der gesamten Energie des Laserstrahls enthält.

Der Halbwinkel wird definiert über die Divergenz. Er ergibt sich aus dem trigonometrischen Zusammenhang von der Mittelachse des Strahls und der Querschnittsveränderung über die Entfernung.

Dieses hochenergetisch gepulste Licht wird in der Dermatologie und zur Haarentfernung eingesetzt. Bei einer Blitzzeit von 20-100 Millisekunden und einer Bestrahlungsstärke von 5-30 Joule/cm² kann es hier zu irreversiblen Verletzungen des Auges kommen. Der Wellenlängenbereich für IPL ist von 380-1400 nm angesetzt. Die thermischen Effekte eines IPL-Blitzgerätes können die Calcium-Konzentration im zu behandelnden Gewebe beeinflussen und somit die Expression bestimmter Proteine beeinflussen.

Teilchen und elektromagnetische Strahlung die Atome durch das stoßen von Elektronen aus den Atomschalen Ionisiert, sind unter dem Begriff „Ionisierende Strahlung“ zusammengefasst. Laserschutzprodukte bieten keinen Schutz vor Ionisierender Strahlung, mit Ausnahme des UV-C Bereichs.  Im elektromagnetischen Spektrum spricht man hier von Wellenlängen von weniger als 250 nm. Beispiele hierfür sind Röntgenstrahlung, radioaktive Strahlung und Ultraviolettstrahlung bis 250 nm. Bei Überdosierung kann diese Strahlung organisches Leben schädigen. Die Folgen können Tumore, Leukämien und Krebserkrankungen sein, auch Verbrennungen Unfruchtbarkeit und Organschäden.

Unter inkohärenter Strahlung versteht man ungerichtete optische Strahlung, welche beispielsweise von Glühlampen, Leuchtstoffröhren, LED-Licht, Metall und Glasschmelzen, Schweißlichtbögen und IPL-Lampen ausgestrahlt wird. Bei Laseranwendungen auftretende Sekundärstrahlung ist ebenfalls inkohärente, ungerichtete Strahlung.

Auch diese Strahlung kann gefährlich sein, und unterliegt ebenfalls der Richtlinie 2006/25/EG „Mindestvorschriften zum Schutz von Sicherheit der Arbeitnehmer vor Gefährdung durch physikalische Einwirkungen (künstliche und optische Strahlung)“

Laserstrahlung wird der kohährenten Strahlung zugeordnet. Unter kohärenter Strahlung versteht man elektromagnetische Wellen, welche in ihrer räumlichen und zeitlichen Ausbreitung eine feste Phasenbeziehung aufweisen.

Bitte verwenden Sie den kleinsten zugänglichen Strahlendurchmesser, bei der Berechnung ist davon auszugehen, dass dieser Strahlendurchmesser 63% der gesamten Laserenergie enthält.

Für die Zertifizierung von Laserschutzprodukten nach DIN EN 207, DIN EN 208 und DIN EN 12554 sind Laserbelastungstests erforderlich. Im Gegensatz zu den außerhalb der EU angegebenen OD-Werten, welche von der ANSI-Norm als ausreichend angesehen werden und mit Hilfe von Spektralphotometern ermittelt sind.  Wird hier das Produkt von akkreditierten Prüfungsinstituten mit Lasern beschossen. Die Standzeit, welche die entscheidende Aussage über den Laserschutz trifft, wird in Vortests von PROTECT- Laserschutz ermittelt und anschließend von den akkreditierten Stellen durch eigene Tests bestätigt. Leistungen und Beschussdauer (Standzeiten) werden je nach getesteter Schutzstufe von den Prüfvorgaben der Norm definiert.

Für Zertifizierungen nach DIN EN 60825-4 werden ebenfalls die Standzeiten (10 s, 100 s, 30.000 s) mit eingerechnet.

Die Impulsdauer eines Dauerstrichlasers (CW = continious wave) beträgt über 0,25 Sekunden.

Die Impulsdauer eines Impulslasers ist größer als eine Mikrosekunde, aber nicht größer als 0,25 Sekunden
Die Impulsdauer eines Gütegeschalteten Lasers liegt zwischen einer Nanosekunde und einer Mikrosekunde.

Die Impulsdauer eines modengekoppelten Lasers ist, nach Definition geringer als eine Mikrosekunde.

Millisekunde [ms]= eine tausendstel Sekunde [10^-3 s]
Mikrosekunde [µs]= eine millionstel Sekunde [10 ^-6 s]
Nanosekunde [ns]= eine milliardstel Sekunde [10^-9s]

Laserklasse 1

Laser der Laserklasse 1 haben bei vorhersehbarer Verwendung auch in Wechselwirkung mit optischen Geräten wie Vergrößerungsgläsern oder Mikroskopen kein Gefährdungspotential. Laser der Laserklasse 1 müssen vor Manipulation geschützt werden. Industrielle Laseranlagen sind in der Regel so abgeschirmt, dass außerhalb der Abschirmung keine Strahlung größer als die der Laserklasse 1 auftritt. Wichtig ist dies, da hier im Normalfall mit Laserstrahlung im nicht sichtbaren Bereich gearbeitet wird.

Laserklasse 1M

Zugängliche Laserstrahlen im Spektralbereich von 302,5 und 4000nm welche divergent verlaufen oder aufgeweitet sind fallen unter die Laserklasse 1M. Für den gesamten Strahl ist eine Leistung von 0,5 W zulässig, was dem Grenzwert der Laserklasse 3B entspricht. Im Spektralbereich von 400-1400 nm ist der Strahl natürlich von der Pupille beschnitten und lediglich ein Teilstrahl, welcher die Grenzwerte der Laserklasse 1 nicht überschreitet kann das Auge penetrieren.

Ein Gefährdungspotential entsteht dann, wenn der Laserstrahl der Klasse 1M durch ein optisches Instrument, wie ein Mikroskop oder ein Fernglas betrachtet wird. Eine Korrektionsbrille ist hier nicht als gefährdendes Instrument zu sehen, da sie lediglich den korrekten Sichtbereich des Auges herstellt.
Welche optischen Instrumente bei einem Laserstrahl der Klasse 1M ein Gefährdungspotential darstellen, muss vom Hersteller angegeben werden.

Laserklasse 1C

Mit dem Stand der Norm von 07/2015 wurde diese Klasse für Geräte ausgeschrieben, welche für den Kontakt mit einem Zielobjekt wie beispielsweise der Haut vorgesehen sind.

Darunter fallen Laser welche zu kosmetischen Zwecken, wie beispielsweise der Haarentfernung, Hautstraffung, Akne Behandlung oder Tattoo Entfernung vorgesehen sind. Dies gilt auch für Lasergeräte welche für den Heimgebrauch vorgesehen sind. Es gilt zu verhindern, dass der Grenzwert der Laserklasse 1 überschritten wird. Dies wird für gewöhnlich mit speziellen Kontaktschaltern, welche eine Fehlbedienung und damit das potentielle Austreten von Laserstrahlung welche den Grenzwert der Laserklasse 1 überschreitet verhindern.

Laserklasse 2

Laser der Laserklasse 2 emittieren ausschließlich im sichtbaren Spektralbereich, welcher gesetzlich als 400-700 nm definiert ist. Die Leistung ist auf 1 mW beschränkt. Bei einem direkten Treffer des Laserstrahls in das Auge, auch beim Blick durch ein optisches Instrument, kann es ggf. zu einer Blendung kommen, nicht aber zu einer irreversiblen Schädigung. Dennoch sollte ein beabsichtigter, direkter Blick in den Laserstrahl vermieden werden.

Laserklasse 2M

Wie bei Laserklasse 2 ist ein Laserstrahl der Laserklasse 2M ebenfalls im gesetzlich definierten sichtbaren Spektralbereich von 400-700 nm definiert. Dieser verläuft entweder divergent oder ist aufgeweitet.

Für den gesamten Strahl ist eine Leistung von 0,5 W zulässig, was dem Grenzwert der Laserklasse 3B entspricht. Im Spektralbereich von 400-1400 nm ist der Strahl natürlich von der Pupille beschnitten und lediglich ein Teilstrahl, welcher die Grenzwerte der Laserklasse 1 nicht überschreitet kann das Auge penetrieren.

Ein Gefährdungspotential liegt nur vor, wenn dieser Strahl durch optische Instrumente betrachtet wird.

Laserklasse 3R

Laser der Laserklasse 3R entsprechen der Definition Lasern der Laserklasse 2, mit einer 5-fachen Leistung (400-700 nm; 5 mW). Außerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs, darf die Leistung den 5-fachen Wert der Laserklasse 1, sofern nicht aufgeweitet, nicht überschreiten. Eine direkte Bestrahlung des Auges ist zu vermeiden, Laser der Klasse 3R sind meist als Showlaser eingesetzt.

Laserklasse 3B

Laser der Laserklasse 3B dürfen im Dauerstrichbetrieb eine maximale Energie von 0,5 Watt abgeben. Das Betrachten des auftreffenden Strahles über eine diffuse Reflexion (zb. nicht reflektierende Oberfläche) führt nicht zu Augenschäden. Die Norm definiert den Mindestabstand des Auftreffpunkt des Strahles mit 13 cm und die maximale Betrachtungsdauer mit 10 Sekunden.

Der direkte Blick in die Strahlungsquelle kann bereits zu irreversiblen Augenschäden führen. Hier wird von der Norm das Tragen einer Laserschutzbrille nach DIN EN 207 gefordert.

Laserklasse 4

Unter die Kategorie Laserklasse 4 fallen sämtliche Laser bei denen die Forderungen der vorhergenannten Laserklassen nicht eingehalten werden können. Strahl, wie auch Reflexion können zu irreversiblen Schäden von Haut und Auge führen und sind daher zu vermeiden.

Hier wird von der Norm DIN EN 207 das Tragen einer Laserschutzbrille gefordert. Auch das Tragen von Laserschutzkleidung ist zu empfehlen. (Link zu Produkt)

Laser der Laserklasse 4 können ebenfalls Brände und Explosionen auslösen, daher müssen auch hier die entsprechenden Schutzmaßnahmen unbedingt umgesetzt werden.

Laserjustierbrillen können zur Justierung von Laserstrahlen im sichtbaren Spektrum (gesetzl. 400-700 nm) verwendet werden. Die maximale Laserleistung darf 100W betragen.

Die Energie des Lasers wird auf unter 1mW (Dauerstrichlaser)/<0,2 μJ (Impulslaser) (0,12 μJ bei Zeitbasis 2s) reduziert was dem Expositionsgrenzwert der Laserklasse 2 entspricht. Hier wird eine Beschädigung des Auges durch den natürlichen Lidschlussreflex verhindert. Nach Definition darf der Strahl 0,25 Sekunden auf das Auge treffen um keinen Schaden anzurichten. Der Maximale Strahldurchmesser darf 7 mm betragen. Für Laserjustierbrillen werden RB-Schutzstufen vergeben.

Die Norm DIN EN 207 (link) weist LB Schutzstufen für Laserschutzbrillen aus. Die Schutzstufen basieren auf dem maximalen spektralen Transmissionsgrad (τ) bei der entsprechenden Laserwellenlänge (λ). Der maximalen Leistungsdichte (E) bzw. der Energiedichte (H) je nach Wellenlängenbereich und Betriebsart des Lasers (D, I, R, M). Die Angaben sind zusätzlich in 3 Wellenlängenbereiche unterteilt, den Bereich UV-A und UV-B (180-315 nm), den UV-C bis NIR Bereich (315-1400 nm) und den Ferninfrarotbereich (FIR) ab 1400 nm.

Quelle: Persönlicher Augenschutz - Filter und Augenschutzgeräte gegen Laserstrahlung (Laserschutzbrillen); Deutsche Fassung EN 207:2017

Seit den 80ger Jahren wird die Flüssigkristallanzeigen Technologie als Blendschutz verwendet. Diese Technologie findet in der Medizintechnik, beispielsweise als Schutz bei IPL Anwendungen und im Schweißerschutz ihren Einsatz. Die LCD-Shutter können den jeweiligen Schutzanforderungen der Anwendung angepasst werden. Im Schweißerschutz werden diese Filter zusätzlich mit einem Infrarot-Coating versehen.

Die Opazität und somit die Tageslichttransmission des Filters wird durch die elektrisch angeregte Neuausrichtung der Flüssigkristalle gesteuert. Die Aussendung der elektrischen Signale wird über lichtempfindliche Sensoren gesteuert. Mit Hilfe dieser Technologie lässt sich die Tageslichtresttransmission (VLT) adaptiv den Schutzanforderungen der jeweiligen Lichtemission anpassen und die benötigte Schutzstufe herstellen. Diese Technologie kann ebenfalls in Shutter-Brillen angewandt werden, welche in Medizin und Schweißerschutz ihre Anwendung finden.

Die Flüssigkristalle ändern durch elektrische Ansteuerung ihre Ausrichtung und somit wird die Verdunklungsstufe des optischen Filters gesteuert.

Die ISO Norm 11146 beschreibt die Fokussierbarkeit eines Lasers mit Hilfe der Beugungsmaßzahl, bzw. der Strahlenqualitätsfaktors M². Durch M² kann der Divergenzwinkel in ratio zur Divergenz eines idealen Gauß-Strahls beschrieben werden. Bei einer vorgegebenen Linse besteht ein proportionaler Zusammenhang zwischen der Zunahme von M²und dem kleinsten, möglichen Fokusdurchmesser. Seltener erfolgt eine Beschreibung durch den reziproken Wert zu  dem Parameter .

Der MZB-Wert ist eine Richtlinie, welche definiert, wieviel Laserstrahlung ein Mensch, unter normalen Umständen, ausgesetzt werden darf ohne Schäden zu erleiden. Ohne adäquaten Schutz, liegt dieser Wert normalerweise bei 2 mW.

Die numerische Apertur wird als dimensionslose Kenngröße für die Bündelung von Lichtstrahlen in optischen Systemen welche die Lichtstärke und das Auflösungsvermögen von Objektiven definiert. Per Definition ist die numerische Apertur eine Kenngröße für die Bündelbegrenzung und bezieht sich auf die Grenzstrahlen. Der Wert wird über den Sinus des halben Ausbreitungswinkels der Grenzwellenlänge errechnet.

Die optische Dichte, z.B. OD 8+, gibt an, dass ein Lichtstrahl des Wellenlängenbereichs um, wie im Beispiel genannt, den Faktor 10⁸ abgeschwächt wird. Die optische Dichte errechnet sich aus dem dekadischen Logarithmus des Quotienten aus einfallender Strahlung zu austretender Strahlung. 

Eine Bezeichnung über die optische Dichte ist für den europäischen Markt nicht ausreichend, da sie keine Information zur maximal zulässigen Bestrahlungsstärke enthält. 

Es ist der kleinste zugängliche Strahldurchmesser zu verwenden. Bei der Berechnung ist davon auszugehen, dass dieser Strahldurchmesser 63% der gesamten Laserenergie enthält.

Reflexion oder die Spiegelung von Lichtstrahlen an einer Grenzfläche ist an metallischen Flächen, aber auch an Glasscheiben und anderen dielektrischen Grenzflächen zu beobachten. Das beste Beispiel für eine (nahezu) Totalreflexion ist ein handelsüblicher Spiegel. Sie bestehen im Normalfall aus einer dünn mit Aluminium oder Silber bedampften Glasscheibe. Zur Reflexion von Laserstrahlung kommt aber meist ein dielektrischer Vielschichtspiegel zum Einsatz.

Die Norm DIN EN 208 weist RB Schutzstufen aus. RB-Schutzstufen werden auf der Basis einer Zeitbasis von 0,25 Sekunden, oder bei 2 Sekunden vergeben. Sie orientieren sich an der maximalen Leistung des Lasers für diese Zeitbasis. Bei Dauerstrichlasern werden die Leistungen in Watt angegeben, Bei gepulsten Lasern wird die maximale Energie in Joule angegeben. Ein zusätzlicher Faktor zur Definition einer Schutzstufe ist die maximale spektrale Transmission.

Quelle: Persönlicher Augenschutz - Augenschutzgeräte für Justierarbeiten an Lasern und Laseraufbauten (Laser-Justierbrillen); Deutsche Fassung EN 208:2009

Sollten Sie in unserem Produktportfolio kein passendes Produkt für Ihre hochspezialisierte Anwendung gefunden haben, ist es möglich, aus zwei bereits zertifizierten Glasfilter einen Sonderfilter nach Ihren Schutzanforderungen zu erstellen und zu zertifizieren. 

Die Sonderfilter Einzelzulassung ist auf 10 Brillen limitiert.

Sowohl der Taillenradius [W₀] als auch der Divergenzwinkel [θ] eines realen Laserstrahls um den Faktor M gegenüber dem Grundmode vergrößert. Daraus errechnet sich das Strahlparameterprodukt aus der Multiplikation des Divergenzwinkels mit dem Taillenradius. Dieser entspricht dem Produkt aus dem Strahlqualitätsfaktor/Beugungsmaßzahl und der Wellenlänge [λ] geteilt durch den Faktor π. Zur Abschätzung der realen Strahlendaten wird diese mit der Beugungsmaßzahl des benutzten Lasers multipliziert.

Der Vollwinkel definiert sich über die Divergenz. Er ergibt sich aus dem trigonometrischen Zusammenhang von Strahlmittelpunkt zur Querschnittsänderung über die Entfernung.

Die Angabe VLT in Prozent ist eine Angabe darüber, wieviel der Helligkeit des Tageslichts, bzw. der Beleuchtung im sichtbaren Bereich (380- 780 nm) für den Betrachter noch sichtbar ist. Für die Träger von Laserschutzbrillen wird von der Norm DIN EN 207:2017 vorgeschrieben, dass bei einem Lichttransmissionsgrad von unter 20 %, bezogen auf die Normlichtart D65, definiert nach ISO 11664-2:2007, die Empfehlung ausgesprochen werden muss, die Beleuchtungsstärke am jeweiligen Arbeitsplatz zu erhöhen.

Die Wellenlänge ist der Abstand von 2 Punkten einer periodischen Welle, welche sich in derselben Phase befinden. PROTECT-Laserschutz bietet Schutz im Wellenlängenbereich von 180-11000 nm. Der entsprechende Schutz der Produkte ist in den Produktinformationen und zertifizierten Schutzstufen zu finden.

Die Wellenlänge λ errechnet sich aus dem Produkt der Phasengeschwindigkeit und dem Kehrbruch der Frequenz der Welle.

Wird bei einer Prüfung ein Laser mit einer Frequenz > 25 Hz verwendet, wird eine Y-Schutzstufe vergeben.