МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

ГОСТ

IEC/TR 60825-13— 2016

БЕЗОПАСНОСТЬ ЛАЗЕРНОЙ АППАРАТУРЫ

Часть 13

Измерения для классификации лазерной аппаратуры

(IEC/TR 60825-13:2011, ЮТ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2016

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные. правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Научно-технический центр сертификации электрооборудования «ИСЭП» (АНО «НТЦСЭ «ИСЭП») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии документа, указанного в пункте 5

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 28 июня 2016 г. № 49) За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 Код страны no МК (ИСО 3166) 004-97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Армения AM Минэкономики Республики Армения Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Казахстан KZ Госстандарт Республики Казахстан Киргизия KG Кыргызстандарт Россия RU Росстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 01 ноября 2016 г. N 1551-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC/TR 60825-13—2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 ноября 2017 г.

5    Настоящий стандарт идентичен международному документу IEC/TR 60825-13:2011 «Безопасность лазерной аппаратуры Часть 13. Измерения для классификации лазерной аппаратуры» («Safety of laser products — Part 13: Measurements for classification of laser products». IDT).

Международный документ разработан Техническим комитетом 76 МЭК «Безопасность оптического излучения и лазерное оборудование» Международной электротехнической комиссией (IEC). Официальные экземпляры международного документа, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международные стандарты, на которые даны ссылки имеются в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ IEC/TR 60825-13—2016

размер видимого источника неизвестен. Если выходной сигнал аппаратуры генерируется внешним источником и находится в диапазоне от 400 до 1400 нм и если класс, определенный по методу упрощенной оценки, неприемлем, то можно в качестве альтернативы класс определить на основании более комплексной оценки. Она включает использование дополнительных параметров, включая стягиваемый угол. о. в функции от расстояния, и угол приема при измерении. у_р, при видимой фотохимической опасности.

Первоначально следует определить, является лазер импульсным или лазером непрерывного излучения. Если длительность импульсов больше 0.25 с. лазер считается лазером непрерывного излучения. Относительно лазеров непрерывного излучения действует алгоритм, приведенный на рисунке 1. а для импульсных лазеров — представленный на рисунке 2.

Затем следует определить длину волны.

Если лазер является импульсным или сканирующим, также должны быть определены ширина импульса (PW) и частота повторения импульсов (PRF).

Определить применимый класс или классы. Например, при применении низкой мощности в диапазоне длин волн 400 — 700 нм, могут быть рассмотрены классы 1, 1М и 3R. Для источника с длиной волны в видимом диапазоне можно рассматривать классы 1, 1М. 2. 2М и 3R.

Далее должна быть установлена временная база классификации Временная база может быть определена на основе стандартного значения по умолчанию перечисление е) подраздела 8.3 IEC 60825-1:2007 или установлена из определения параметра Т₂ (таблица 10 IEC 60825-1:2007). или при рассмотрении конкретных временных свойств выходного сигнала рассматриваемой аппаратуры.

Эта информация необходима для определения содержания строк и столбцов таблиц 4 — 9 IEC 60825-1:2007. включая нужную формулу или формулы, и. следовательно, для определения значений AELs.

Затем должны быть определены условия измерений (9.3 и таблица 11 IEC 60825-1:2007). Для импульсного лазера для обеспечения полного попадания в пределы AEL необходимо оценить несколько условий, приведенных в перечислении 0 подраздела 8.3 IEC 60825-1 2007.

5

Рисунок 2 — Алгоритм классификации импульсных лазеров

После определения AEL, необходимо оценить данные на выходе. Данные на входе может представить изготовитель или они могут быть измерены непосредственно. Если их предоставляет изготовитель. то должно быть подтверждение, что измерения проводились в соответствии с разделом 9 IEC 60825-1:2007. Если допустимое излучение(эмиссия) меньше AEL. то лазер можно отнести к заданному классу. Для импульсного лазера AEL заданного класса применяют при всех длительностях излучения(эмиссии) в пределах временной базы.

Если допустимое излучение больше или равно AEL. следует выбрать AEL более высокого класса и провести оценку. Оценку повторяют до тех пор, пока не будет получено значение меньше AEL или лазерная аппаратура не будет отнесена к классу 4.

Систему оценивают в соответствии с IEC 60825-1:2007, чтобы гарантировать, что обосновано прогнозируемая единичная неисправность не может привести к тому, что лазер будет испускать излучение больше чем AEL для заданного класса. Если данный критерий выполнен, классификация лазера считается известной.

Примечания

1 При отнесении аппаратуры к определенному классу может быть установлено более одного условия, которым должна соответствовать аппаратура Например, в диапазоне длин волн 400 — 600 нм для отнесения аппаратуры к какому-либо классу не должен быть превышен ни температурный, ни фотохимический предел (каждый со своими собственными условиями измерения) Также, если аппаратура имеет импульсный выходной сигнал, не должен быть превышен ни один из трех пределов (для одиночного импульса, последовательности импульсов и средней мощности)

6

ГОСТ IEC/TR 60825-13—2016

2    Для протяженного источника AEL является функцией расстояния от источника При проведении классификации следует использовать наиболее опасное расстояние

3    Если требования, установленные для классов 1 или 2 не выполнены, можно оценить излучение аппаратуры с использованием требований установленных для классов 1М или 2М Если излучение аппаратуры соответствует требованиям для классов 1М или 2М, оно не обязательно должно отвечать требованиям установленных для класса 3R

7 Параметры для расчета пределов допустимого уровня

излучения/эмиссии

7.1    Длина волны, А

7.1.1    Определение длины волны

Обычно данный параметр не требуется определять с большой точностью. В большинстве случаев биологическая опасность не сильно зависит от длины волны. Существует несколько исключений (см. рисунок 3):

a)    область 302,5 — 315 нм: в данном диапазоне параметры Г, и С, меняются существенно:

b)    область 450 — 600 нм: в данном диапазоне фотохимическая опасность уменьшается в одну тысячу раз;

c)    область 1150 — 1200 нм: в данном диапазоне тепловая опасность уменьшается в восемь раз;

d)    400 нм: на длинах волн более 400 нм опасность в основном ретинальная (касается сетчатки глаз); при более коротких длинах волн опасность в основном неретинальная;

e)    1400 нм: на длинах волн более 1400 нм опасность в основном неретинальная (не касается сетчатки глаз); при более коротких длинах волн опасность в основном ретинальная:

Дополнительные границы области опасности

Рисунок 3 — Важные длины волн и диапазоны длин волн

Для лазеров с узкой линией излучения, длина волны, устанавливаемая изготовителем, вероятно, будет единственным, что необходимо для классификации, и оставшуюся часть подраздела 7.1. а также приведенных ниже подразделов 7.2 и 7.3 не рассматривают.

Если диапазон возможных длин волн (варьируется от изделия к изделию) является значительной частью областей, указанных в перечислениях а). Ь) или с), то можно использовать наиболее опасную (наименьшую) длину волны, либо измерить длину волны для конкретной аппаратуры.

В областях длин волн, указанных в перечислениях а). Ь) или с), может потребоваться кусочно-линейное суммирование, определение предела при нескольких длинах волн и взвешивание относительно выходного сигнала соответствующего этой длине волны. Более подробно рассматривается в 7.2.2 и 7.3.

Опасности, которые необходимо рассматривать совместно, рассматривают как аддитивные. Например. множественные излучения с длиной волны менее 400 нм или в диапазоне длин волн от 400 до 1400 нм или больше 1400 нм являются аддитивными Для излучения с широким спектром или множественных излучений в каждой области, опасности являются аддитивными, и необходимо выполнять кусочно-линейное суммирование, как указано в перечислении Ь) подраздела 8.3 IEC 60825-1:2007. Если аппаратура излучает длины волн в двух из этих диапазонов (например. 700 и 1500 нм), то эти две длины

7

волны следует рассматривать по отдельности с использованием соответствующих AEL для каждой длины волны. В целях классификации будет применен более высокий класс.

Для лазеров, возможный диапазон выходной волны или выходной спектр которых включает длины волн больше 1400 нм и/или меньше 400 нм. должно быть проведено специальное рассмотрение AEL. Опасности на каждом краю граничных длин волн разные и воздействие тоже разное. Для отнесения аппаратуры к конкретному классу, мощность или энергия в каждой спектральной области должны быть меньше каждого соответствующего AEL.

Измерение или определение такого параметра как длина волны является фундаментальным для оценки лазерной опасности и классификации лазера. Идентификация длины волны требуется для определения типа необходимого измерителя мощности или энергии. В составе некоторых радиометров есть детекторные элементы, которые очень эффективно реагируют в области видимого излучения (оптический диапазон) и в ближней инфракрасной области спектра, но имеют низкую чувствительность в дальней инфракрасной области спектра или ультрафиолетовом диапазоне, и наоборот. Помимо этого. от длины волны также зависит соответствующее применение пределов воздействия/экспозиции. В большинстве случаев нет необходимости напрямую измерять рабочую длину волны лазера. Это обычно устанавливает изготовитель с более чем приемлемой достоверностью.

Для лазеров, которые могут излучать более одной длины волны или излучать вблизи предела области ретинальной опасности, исключительно важное значение имеет определение спектра излучения. Измерение длины волны или спектрального излучения может выполняться методами, использующими разнообразное оборудование. Наиболее просто работать с оптическими спектрометрами и аналогичными приборами, например, волномерами. Большинство таких устройств просто выбирает пучок и выдается цифровое показание длины волны или спектра. Некоторые приборы имеют геометрические ограничения и ограничения по полю зрения, но являются весьма надежными. Монохроматоры, особенно управляемые вручную, могут потребовать чуть большей трудоемкости и временных затрат, но тоже очень надежны и точны. Оптические фильтры такие как, узкополосные полосовые фильтры, также можно рассматривать как другой вариант, но имеющий некоторые ограничения Использование таких фильтров требует предварительного приближенного знания возможной длины волны. Также для лазеров с множеством длин волн или широкополосным излучением использование фильтров для определения длины волны или спектрального излучения может быть довольно обременительным и даже безрезультатным.

7.1.2    Область опасности для глаз

Тепловая опасность существует при достаточном воздействии (облучении) на всех длинах волн выше 400 нм.

Ретинальную фотохимическую опасность рассматривают только при воздействии в диапазоне длин волн от 400 до 600 нм и при времени воздействия более 1 с.

Области опасности разделены следующим образом:

-    180 — 400 нм. Опасность в основном фотохимическая и неретинальная при воздействии непрерывной волны и тепловая — при импульсном воздействии (IEC 60825-1:2007 не рассматривают длины волн меньше 180 нм);

-    400 — 600 нм. В данном диапазоне следует рассматривать тепловую и фотохимическую опасности. Фотохимическую опасность не требуется рассматривать, если время излучения менее 10 с (или 1 с для области длин волн от 400 до 484 нм при мнимых (видимых) источниках от 1,5 до 82 мрад):

-    400 — 1400 нм. В данном диапазоне находится область ретинальной опасности, и преобладает опасность для сетчатки глаз;

-    1400 нм — 1 мм. При длинах волн более 1400 нм глубина проникновения излучения намного меньше, чем при длинах волн от 400 до 1400 нм. Опасность тепловая, но. в основном, неретинальная.

7.2    Источники с множеством длин волн

7.2.1 Общие положения

Термин «источники с множеством длин волн» относится к источнику, излучающему на двух или более дискретных длинах волн. В эту категорию четко попадают многомодовые (многолинейные) лазеры. Эти разные длины волн могут входить в разные области опасности спектра, создающие разные биологические воздействия, и их следует рассматривать по отдельности. См. 7.1.1,7.1.2 и рисунок 3.

Лазеры со сверхкороткими импульсами могут иметь относительно широкий диапазон длин волн. Ширину диапазона длин волн таких лазеров следует оценивать по процедуре, приведенной в 7.3, если предел AEL или МРЕ отличается более чем на 10 % от диапазона длин волн импульса лазера 8

ГОСТ IEC/TR 60825-13—2016

7.2.2    Область единичной опасности

При нескольких источниках, излучающих одновременно при разных длинах волн, которые генерируют излучение, относящееся к одному типу опасности, должна быть использована взвешенная сумма для определения будет аппаратура соответствовать или превышать AEL для данного класса. Для единичной длины волны может быть установлен следующий критерий по мощности:

Если Pmeas < AEL, то аппаратура не превышает предел данного класса, где P_meas — измеренная мощность (или энергия, или другая установленная величина), a AEL — предел класса мощности (или энергии, или другой установленной величины). Это выражение можно переформулировать как:

Если P_nwegZA£L < 1, то аппаратура не превышает предел данного класса.

В таком виде выражение может быть применимо к двум длинам волн:

Если P_mea8 (A_})/AEL(A_}) + Pmtn (^АЕЦА₂) < 1. то аппаратура не превышает предел данного класса.

Если количество длин волн больше двух, можно получить общую сумму:

Если 1ЛР_т9а%(А₁)/АЕЦА,)]< 1. где 1=1,2, 3.....то аппаратура не превышает предел данного класса.

Такой расчет применяют только к одному виду опасности единовременно (т.е. фотохимическую и тепловую опасности рассматривают по отдельности).

Примечание — Несмотря на то. что значения предела тепловой опасности для оптического диапазона (400 — 700 нм) и для ближней инфракрасной области спектра (700 — 1400 нм) разные, временные базы (либо длительность излучения I, либо расчетный параметр Т₂) одинаковы Поэтому применима приведенная выше формула суммирования

7.2.3    Две и более области опасности

Если аппаратура излучает две разные длины волны и они не относятся к области одинаковой опасности (например. А, = 300 нм и Л₂= 430 нм), каждую длину волны необходимо рассматривать отдельно:

Если мощность P_meas (Л,) < AEL(A₁) и P_mea8 (А₂) < АЕЦА₂), то аппаратура не превышает предел данного класса.

Если какое-либо из этих условий не выполнено, следует рассмотреть вариант сравнения с AEL более высокого класса.

7.3    Источники с широким спектром

7.3.1    Общие положения

Некоторые лазеры (например, лазеры сверхкоротких импульсов) имеют достаточно широкий спектр. Вследствие этого при классификации может потребоваться провести оценку в более чем одной спектральной области.

7.3.2    Спектральные области с небольшим изменением AEL в зависимости от длины волны

Если спектр на выходе излучателя не включает какую-либо из спектральных областей из перечислений а). Ь) или с) или граничные длины волн из перечислений d) или е) (см. 7.1), распределение можно аппроксимировать посредством единичной(единственной) длины волны.

a)    Если AEL не меняется в зависимости от длины волны, равнозначен выбор любой длины волны в пределах спектра излучателя.

b)    Если AEL медленно меняется в зависимости от длины волны, а спектр длин волн излучателя входит в один спектральный диапазон, представленный в таблице пределов AEL. можно рассчитать предел для пика или центра распределения, включая более короткие длины волн, соответствующие 10 % пиковой плотности потока излучения в распределении. Если изменение AEL составляет менее 1 %. можно использовать пиковую или центральную длину волны. Консервативный подход заключается в использовании наиболее чувствительной рассматриваемой длины волны.

7.3.3    Спектральные области с большим изменением AEL в зависимости от длины волны

(302,5 — 315 нм, 450 — 600 нм и 1150 — 1200 нм)

Если некоторые или все выходные сигналы излучателя попадают в три области, в которых пределы сильно меняются в зависимости от длины волны, можно использовать два метода:

9

a)    расчет AEL с использованием нижней границы длин волн для соответствующей области. Так какАЕ1_для более коротких длин волн всегда более чувствительны(сдерживающие). чем АЕЬдля более длинных длин волн, можно использовать этот простой и консервативный метод. Однако это может привести к чрезмерно ограничительному пределу. Если расчетный AEL приемлем (например, при данном допущении аппаратура относится к классу 1). последующие расчеты не требуются;

b)    расчет суммы измеренных мощностей, деленных на AEL как функцию от длины волны. Использовать общее суммирование согласно 7.2.2.

Допустим, что имеется источник с треугольным спектральным распределением, у которого нижний предел длины волны составляет 400 нм. пик на длине волны 460 нм, а верхний предел длины волны равен 520 нм. AEL в диапазоне длин волн от 400 до 450 нм остается постоянным. Для длин волн выше 450 нм AEL растет экспоненциально с коэффициентом С₃. Если мощность

Р_теа.(400 нм</<450 hm)/A£L(400 нм<А< 450 нм) +    X (Р_теа, Ш/АЕЩ:)] < 1.

450 <Д,< 520мм

то приемлемый AEL не превышен.

7.3.4    Спектральные области с включением границ по типу опасности

(длины волн около 400 и 1400 нм)

Если спектральное распределение выходного сигнала включает границы области опасности (длины волн 400 и 1400 нм), выходной сигнал в каждой области является независимым. Проводят процедуры. приведенные 7.2.3 и 7.3.3 для каждой спектральной области, при необходимости.

7.3.5    Сверхширокополосные источники

Требуется определить мощность или энергию на единичную длину волны. Если изготовитель не представил такую информацию, должны быть проведены спектральные измерения. Эта процедура не входит в область применения настоящего стандарта и поэтому не детализируется. Некоторая информация по измерениям широкополосных источников приведена в IEC 60825-1 2007.

Если лазерная аппаратура не излучает длины волн ниже 315 нм. расчеты можно упростить. Для расчета частей спектра, в которых биологические реакции меняются с частотой, необходима следующая информация (см 7.1.1):

a)    полная мощность или энергия в диапазоне от 315 до 400 нм. измеренная в соответствии с IEC 60825-1:2007 (Р_а или О_а);

b)    полная мощность или энергия в диапазоне от 400 до 700 нм. измеренная в соответствии с IEC 60825-1:2007 при тепловых пределах (Р_ь или Q_b),

c)    полная мощность или энергия в диапазоне от 400 до 450 нм, измеренная в соответствии с IEC 60825-1:2007 при фотохимических пределах (Р_с или О,-);

d)    спектральное распределение •лощности или спектральное распределение энергии в диапазоне от 450 до 600 нм. измеренное в соответствии с IEC 60825-1:2007 при фотохимичесхих пределах (P_d(4) или Q_d(4)];

e)    спектральное распределение мощности или энергии в диапазоне от 700 нм до предела наибольшей длины волны распределения, измеренное в соответствии с IEC 60825-1:2007 при тепловых пределах|Р_е(4) или О_е(4)).

Несмотря на то. что процедуру применяют и к мощности, и к энергии, в нижеприведенном расчете будем использовать только мощность (Р).

Последовательность процедуры:

-    выбрать AEL (формулы и рекомендации по расчету пределов см. раздел 9 IEC 60825-1 2007):

-    рассчитать предел для ультрафиолетового диапазона AEL_a и отношение Р_а = (P_a/AEL_a);

-    рассчитать тепловой предел видимого диапазона AEL_b и отношение R_b = (PJAEL^):

-    рассчитать фотохимический предел видимого диапазона AEL_C для длин волн 400 нм<Л<450 нм и AEL_b{A) для диапазона длин волн 450 нм <А< 600 нм. Суммарные соотношения рассчитывают по формуле

Ра,= Р_с1 AEL_C ♦ X [P_d (Л) / AELa Ц));

450 <4, <600мм

-    рассчитать тепловой предел инфракрасного диапазона AEL_e(A) для диапазона длин волн от 700 нм до границы диапазона наибольших длин волн. Суммарные соотношения рассчитывают по формуле

Р= X [Р_в(Л,) / AEL_e (Л,)].

700<Л,<Л^,

ГОСТ IEC/TR 60825-13—2016

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты» В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www gost.ru)

© Стандартинформ. 2016

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен. тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ IEC/TR 60825-13—2016

Содержание

1    Область применения.............................................................

2    Нормативные ссылки ............................................................

3    Термины и определения..........................................................

4    Применимость..................................................................

4.1    Общие положения...........................................................

4.2    Предварительное рассмотрение ...............................................

5    Требования к контрольно-измерительной аппаратуре..................................

6    Алгоритм классификации.........................................................

7    Параметры для расчета пределов допустимого уровня излучения/эмиссии ...............

7.1    Длина волны, А..............................................................

7.2    Источники с множеством длин волн.............................................

7.3    Источники с широким спектром ................................................

7.4    Временные характеристики источника ..........................................

7.5    Стягиваемый угол, а .........................................................

7.6    Длительность излучения/эмиссии ..............................................

7.7    Условия измерений ..........................................................

7.8    Сканирующие пучки..........................................................

Приложение А (справочное) Примеры.................................................

Приложение В (справочное) Полезные преобразования .................................

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

межгосударственным стандартам......................................

Библиография....................................................................

IV

ГОСТ IEC/TR 60825-13—2016

Введение

1)    Международная электротехническая комиссия (МЭК) является международной организацией по стандартизации, объединяющей все национальные электротехнические комитеты (национальные комитеты МЭК). Задачей МЭК является продвижение международного сотрудничества во всех вопросах. касающихся стандартизации в области электротехники и электроники. Результатом этой работы и в дополнение к другой деятельности МЭК является издание международных стандартов, технических требований. технических отчетов, публично доступных технических требований (PAS) и руководств (в дальнейшем именуемых «публикации МЭК»), Их подготовка поручена техническим комитетам. Любой национальный комитет МЭК, заинтересованный в объекте рассмотрения, может участвовать в этой предварительной работе. Международные, правительственные и неправительственные организации, кооперирующиеся с МЭК. также участвуют в этой подготовке. МЭК близко сотрудничает с Международной организацией по стандартизации (ИСО) в соответствии с условиями, определенными соглашением межщу этими двумя организациями.

2)    Формальные решения или соглашения МЭК означают выражение положительного решения технических вопросов, практически международный консенсус в соответствующих областях, так как у каждого технического комитета есть представители ото всех заинтересованных национальных комитетов МЭК.

3)    Публикации МЭК имеют форму рекомендаций для международного использования и принимаются национальными комитетами МЭК в этом качестве. Приложены максимальные усилия для того, чтобы гарантировать правильность технического содержания публикаций МЭК. однако МЭК не может отвечать за порядок их использования или за любое неверное толкование конечным пользователем.

4)    В целях содействия международной гармонизации, национальные комитеты МЭК обязуются применять публикации МЭК в их национальных и региональных публикациях с максимальной степенью приближения к исходным. Любые расхождения межоду любой публикацией МЭК и соответствующей национальной или региональной публикацией долхсно быть четко обозначено в последней.

5)    МЭК не устанавливает процедуры маркировки знаком одобрения и не берет на себя ответственность за любое оборудование, о котором заявляют, что оно соответствует публикации МЭК.

6)    Все пользователи должны быть уверены, что они используют последнее издание этой публикации.

7)    МЭК или его директора, служащие или агенты, включая отдельных экспертов и членов его технических комитетов и национальных комитетов МЭК. не несут ответственности за любые причиненные телесные повреждения, материальный ущерб или другое повреждение любой природы, как прямое так и косвенное, или за затраты (включая юридические сборы) и расходы, проистекающие из использования публикации МЭК, или ее разделов, или любой другой публикации МЭК.

8)    Следует обратить внимание на нормативные ссылки, указанные в настоящем стандарте. Использование ссылочных международных стандартов является обязательным для правильного применения настоящего стандарта

9)    Следует обратить внимание на то. что имеется вероятность того, что некоторые из элементов настоящего стандарта могут быть предметом патентного права МЭК не несет ответственности за идентификацию любых таких патентных прав.

Основная задача технических комитетов МЭК состоит в подготовке международных стандартов. Однако технический комитет, когда им накоплены данные, отличающиеся по виду от той информации, которую обычно представляют в виде международного стандарта, например «современное состояние дел», может предложить опубликовать технический отчет.

IEC 60825-13. являющийся техническим отчетом, подготовлен Техническим комитетом 76 МЭК «Безопасность оптического излучения и лазерное оборудование».

Настоящее второе издание отменяет и заменяет первое издание IEC 60825-13. опубликованное в 2006 году. Данное издание представляет собой технический пересмотр.

Настоящее издание включает следующие существенные технические изменения относительно предыдущего издания:

В определения введены небольшие изменения и добавления: обновлен алгоритм классификации, уточнено содержание разделов, относящихся к видимым источникам, обновлена информация по сканированию. и в приложения включено больше примеров и полезных преобразований.

V

Текст настоящего стандарта основан на следующих документах:

Проект технического отчета Отчет о голосовании 76/424/DTR 76/44 7/RVC

Полную информацию о голосовании по одобрению настоящего технического отчета можно найти в вышеприведенном отчете о голосовании.

Настоящая публикация разработана в соответствии с Директивами ИСО/МЭК, часть 2.

Настоящий технический отчет следует использовать совместно с IEC 60825-1:2007.

Перечень всех частей стандартов серии IEC 60825 под общим названием «Безопасность лазерной аппаратуры» можно найти на сайте МЭК.

Комитет принял решение, что содержание настоящей публикации останется без изменений до даты окончания сопровождения настоящей публикации, указанной на сайте МЭК с адресом http://webstore.iec.ch. в составе данных, относящихся к конкретной публикации. На это время публикация будет:

* подтверждена заново:

-    аннулирована;

-    заменена пересмотренным изданием: или

-    изменена.

VI

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

БЕЗОПАСНОСТЬ ЛАЗЕРНОЙ АППАРАТУРЫ Часть 13

Измерения для классификации лазерной аппаратуры

Safety of laser products Part 13 Measurements for classification of laser products

Дата введения — 2017 — 11 —01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает практические рекомендации по методам проведения радиометрических измерений или методам анализа для обеспечения уровня излучения/эмиссии лазерной энергии в соответствии с IEC 60825-1:2007 и предназначен для изготовителей аппаратуры, испытательных центров, персонала, отвечающего за безопасность и т. п. Процедуры измерений, описанные в настоящем стандарте, применяют как руководство по классификации лазерной аппаратуры в соответствии с IEC 60825-1:2007. Допускается использовать другие процедуры, если они более совершенные или подходящие.

Информация приведена для расчета пределов долустимого(ой) излучения/эмиссии (AELs) и максимально допустимого(ой) облучения/экспозиции (MPEs), т.к. некоторые параметры, используемые для расчета пределов, зависят от других измеряемых величин.

Настоящий стандарт распространяется на лазеры, включая протяженные источники и лазерные матрицы. Пользователи настоящего стандарта должны быть уверены, что приведенные в нем процедуры условий наблюдения для протяженных источников могут обеспечить более устойчивые результаты, чем результаты, полученные при использовании более строгих/точных методов.

Примечание — Продолжается работа над более полными методами оценки источников и результаты будут представлены по достижении международного согласия по этим методам

2    Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа, для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая любые изменения).

IEC 60825-1:2007 Safety of laser products — Part 1: Equipment classification and requirements (Безопасность лазерной аппаратуры. Часть 1. Классификация оборудования и требования)

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения, приведенные в IEC 60825-1:2007. а также следующие термины с соответствующими определениями.

3.1    угловая скорость (angular velocity): Скорость сканирующего пучка в радианах в секунду.

3.2    профиль пучка (beam profile): Распределение плотности потока излучения/энергетической освещенности сечения пучка.

3.3    перетяжка/сужение пучка (beam waist): Минимальный диаметр осесимметричного пучка.

Примечание 1 — При несимметричных пучках сужение может быть на каждой главной оси. каждое из которых находится на разном расстоянии от источника

Издание официальное

3.4    устройство с зарядовой связью, CCD (charge-coupled device. CCD): Самосканирующий полупроводниковый формирователь изображения на основе применения МОЛ-технологии (металл-оксид-полупроводник). использующий накопительную поверхность и осуществляющий передачу информации.

3.5    критическая/предельная частота (critical frequency): Частота повторения импульсов, выше которой импульсный лазер при проведении оценки лазерной опасности может быть смоделирован, как лазер непрерывного излучения.

3.6    профиль Гауссовых пучков (Gaussian beam profile): Профиль лазерного пучка, который работает на поперечной моде низшего порядка TEMqq

Примечание 1— Профиль Гауссовых пучков также может создаваться при прохождении лазерных не-TEMqo пучков через оптические элементы, формирующие пучок

3.7    апертура измерения/измерительная апертура (measurement aperture): Апертура, используемая для классификации лазера при определении мощности или энергии, которая сравнивается с пределом допустимого излучения/эмиссии (AEL) для каждого класса.

3.8    частота повторения импульсов, PRF (pulse repetition frequency. PRF): Количество импульсов. возникающих за одну секунду, выраженное в герцах (Гц).

3    9 лазерный затвор/переключатель добротности (Q-switch): Устройство формирования очень коротких лазерных импульсов с высокой пиковой мощностью за счет улучшения накопления энергии в среде лазерного излучения и сброса (демпинга) энергии из среды лазерного излучения.

3.10    лазер с модуляцией добротности (Q-switched laser): Лазер, излучающий короткие импульсы с высокой пиковой мощностью с помощью лазерного затвора.

3.11    Релеевская длина, Z, (Rayleigh length, Z_r): Расстояние от перетяжки/сужения пучка в направлении распространения, на котором диаметр пучка или значения ширины пучка равны -/2 от значения в перетяжке пучка.

Примечание 1— Релеевской длиной часто называют VJ конфокального параметра

3.12    чувствительность, R (responsivity, R): Отношение сигнала на выходе детектора к соответствующему входному сигналу, выраженное как

R = 0/1,

где О — электрический выходной сигнал детектора:

/ — оптическая мощность или энергия на входе.

3.13    лазер со сверхкороткими импульсами (ultrashort pulse laser): Лазер, излучающий импульсы короче 100 фемтосекунд, который может вмещать относительно большой спектральный контент.

4    Применимость

4.1    Общие положения

Настоящий стандарт предназначен для использования в качестве основных рекомендаций (которыми он не ограничивается) для изготовителей, испытательных лабораторий, специалистов по технике безопасности и официальных представителей органов власти В настоящем стандарте также приведены интерпретации стандарта IEC 60825-1:2007 в отношении вопросов измерений и приведена дополнительная пояснительная информация.

4.2    Предварительное рассмотрение

Предварительно перед началом выполнения радиометрических измерений с целью классификации аппаратуры или сравнения с другими применимыми требованиями IEC 60825-1:2007, следует определить несколько параметров лазеров:

а) длину(ы) волны(волн) излучения

Лазеры могут создавать излучение на одной или более различающихся длинах волн.

Длину волны (длины волн) излучения или спектральное распределение излучения обычно можно узнать от изготовителя лазера. В зависимости от типа лазера изготовитель может указать диапазон длин волн, а не одно значение длины волны В ином случае длину волны (длины волн) излучения или спектральное распределение излучения может быть определено посредством измерения, которое не входит в область рассмотрения настоящего стандарта. Оценки предела допустимого излучения/эмиссии (AEL) для кратных длин волн с»и. 7.1.

2

ГОСТ IEC/TR 60825-13—2016

b)    временной режим работы

Временной режим работы относится к режиму работы, при которой энергия излучается. Некоторые лазеры излучают непрерывную волну (CW). другие излучают энергию в виде импульсов. Импульсные лазеры могут быть лазерами одиночных импульсов, с модуляцией добротности, импульснопериодическими или с синхронизированными модами. Сканирующее или модулированное излучение непрерывной волны при фиксированном размещении также приводят к появлению последовательности импульсов.

Помимо этого, последовательность импульсов может быть кодированной, но иметь средний коэффициент заполнения (время излучения как часть фактического времени работы, выраженное в десятичной дроби или в процентах).

c)    обоснованно прогнозируемые условия единичной неисправности

В IEC 60825-1:2007 установлено, что испытания должны выполняться при всех без исключения обоснованно прогнозируемых условий единичной неисправности. Изготовитель обязан гарантировать, что при всех условиях единичной неисправности доступное излучение не превышает AEL заданного класса.

d)    неопределенности измерения

Важно рассмотреть потенциальные источники погрешности при измерении лазерного излучения. Неопределенности измерений рассмотрены в разделе 5 настоящего стандарта.

e)    сопутствующее излучение (определение термина «сопутствующее излучение» см. IEC 60825-1:2007)

Сопутствующее излучение, проникающее в апертуру измерения, может влиять на измеренные значения мощности или энергии и длительность импульсов. Персонал, проводящий испытания, должен гарантировать, что измерительная установка блокирует сопутствующее излучение или учитывает его. если оно все же попадает на детектор.

f)    конфигурация аппаратуры

Если измерения проводят в целях классификации, все органы контроля и установки, перечисленные в рабочих инструкциях, инструкциях по техническому обслуживанию и эксплуатации, должны настраиваться совместно для получения максимального допустимого уровня излучения Измерения следует проводить с использованием дополнительных приспособлений, которые могут увеличить радиационную опасность (например, с коллимирующей оптикой), поставляемых или предлагаемых изготовителем лазерной(ых) аппаратуры для использования с такой(им) аппаратурой.

Примечание — Это относится к любой конфигурации аппаратуры, которую можно получить без использования инструментов или снятия блокировки, включая конфигурации и установки, относительно которых в рабочих инструкциях и инструкциях по техническому обслуживанию содержатся предупреждения об опасности Например, если оптические элементы, такие как фильтры, рассеиватели или линзы, в оптической части лазерного пучка могут быть сняты без помощи инструмента, аппаратуру следует испытывать в конфигурации, при которой достигается наивысший уровень опасности Наличие в инструкции указания изготовителя не снимать оптические элементы не может служить основанием для отнесения аппаратуры к более низкому классу Классификация основывается на технической конструкции аппаратуры и не может быть основана на адекватном поведении пользователя

Если измерения проводят для определения требований к защитным блокировкам, ярлыкам и информации для пользователя, то аппаратуру следует оценивать при конфигурациях, применимых для каждой из указанных категорий использования (функционирование, техническое обслуживание и сервисное обслуживание) в соответствии с IEC 60825-1 2007.

Технический комитет 76 МЭК (ТС 76) признает существование эквивалентных процедур измерения, которые могут дать результаты, имеющие такую же достоверность, как и результаты процедур, приведенные в настоящем стандарте. В стандарте описаны процедуры измерений, которые необходимо проводить, в достаточной мере отвечающие требованиям к измерениям IEC 60825-1:2007. Во многих случаях не обязательно проводить реальные радиометрические измерения, и соответствие требованиям IEC 60825-1:2007 можно определить проведением анализа источника, имеющего хорошо описанные характеристики, и конструкции реальной аппаратуры.

Измерения допустимых уровней излучения необходимо проводить в точках пространства, к которым возможен доступ человека во время работы и обслуживания, в зависимости от необходимости. (Например, если для работы может потребоваться снять часть защитного корпуса и снять защитные блокировки, измерения требуется проводить в точках, доступных при такой конфигурации аппаратуры). Поэтому при некоторых обстоятельствах может потребоваться частично демонтировать аппаратуру, чтобы провести измерения в необходимом месте, в частности при рассмотрении обоснованно про-

3

гнозируемых условий единичной неисправности. Если в состав конечной лазерной аппаратуры входит другая лазерная аппаратура или системы, то соответствовать положениям IEC 60825-1:2007 должна конечная аппаратура.

Измерения следует проводить детектором измерительного прибора, размещенным и ориентированным относительно лазерной аппаратуры таким образом, чтобы прибор обнаруживал максимальное излучение. Т. е., детектор необходимо перемещать или менять угол его наклона для получения максимального показания прибора. Следует предпринять определенные меры, чтобы не допустить или исключить «вклад» сопутствующего излучения в результат измерения. Например, может потребоваться проводить измерения на некотором расстоянии от выхода лазерной системы, чтобы не допустить искажения данных при излучении от импульсных ламп или лазеров с диодов с накачкой/диодных лазеров. В качестве другого примера можно привести необходимость отфильтровать сопутствующее излучение линейным/сетевым фильтром.

5    Требования к контрольно-измерительной аппаратуре

Используемая контрольно-измерительная аппаратура должна соответствовать IEC 61040. Определение класса контрольно-измерительной аппаратуры, используемой при измерениях (от 1 класса до 20 класса, обеспечивающих приблизительное значение возможной неопределенности измерения) зависит от требуемой точности измерения.

При использовании контрольно-измерительной аппаратуры, которая не в полной мере соответствуют требованиям IEC 61040. следует оценивать отдельные вклады разных параметров в суммарную неопределенность измерения по отдельности.

Рассматривают основные положения, приведенные в IEC 61040. вопросы:

-    изменение чувствительности от времени;

-    неоднородность чувствительности по поверхности детектора;

-    изменение чувствительности во время облучения;

-    зависимость чувствительности от температуры;

-    зависимость чувствительности от угла падения;

-    нелинейность;

-    зависимость чувствительности от длины волны;

-    зависимость чувствительности от поляризации;

-    погрешности при усреднении импульсно-периодического излучения во времени;

-дрейф нуля;

-    неопределенность калибровки

Калибровка должна быть прослеживаемой в соответствии с требованиями национальных стандартов.

Испытания для определения неопределенностей измерения контрольно-измерительной аппаратуры. должны выполняться согласно IEC 61040.

Определение неопределенностей измерения CCD-матриц (матриц с зарядовой связью) и камер см. ISO 11146-3.

6    Алгоритм классификации

Пределы допустимого(ой) излучения(эмиссии) (AEL) и условия измерения позволяют рассчитать известные или измеренные параметры аппаратуры. Дополнительно следует провести анализ условий неисправности, которые увеличивают опасность. Затем по измерению (или нескольким различным измерениям) излучения (эмиссии) аппаратуры можно определить находится ли излучение(эмиссия) в установленных пределах AEL для рассматриваемого класса.

В таблицах 4 — 9 IEC 60825-1:2007 приведены пределы допустимого излучения (эмиссии) (AEL). В строках указанных таблиц приведены диапазоны длин волн, а в столбцах — длительность излучения(эмиссии). На пересечении каждой строки и каждого столбца указаны одна или несколько формул, в которых есть параметры, определенные в таблице 10 IEC 60825-1:2007.

Алгоритм классификации представлен на рисунках 1 и 2. Первым шагом является использование стандартной упрощенной оценки согласно 9.3.2 IEC 60825-1:2007. В нем рассматривают пучок, который будет излучать малый (точечный) источник с коэффициентом С₆ = 1 — консервативный подход, если

4