Futuro dei laser e della tecnologia di protezione laser

L'avvento dei laser ha portato una rivoluzione nella tecnologia globale, a causa della loro natura caratteristica multidimensionale. Il fatto stesso che i laser non controllati, da un lato, causano danni irreversibili agli occhi ma, se adeguatamente controllati, sono anche in grado di eseguire interventi chirurgici oculari critici rivela la capacità dei laser di operare in un ampio raggio.

Nel corso degli anni, il vero potenziale dei laser è stato realizzato attraverso le loro capacità di espansione da esperimenti di laboratorio di fascia alta come pinzette ottiche e raffreddamento laser degli atomi alle operazioni quotidiane, vale a dire scanner laser di codici a barre e incisioni laser. I laser sono utilizzati in molte applicazioni, dalla ricerca e difesa agli strumenti medici.

Nel campo della medicina, i laser vengono utilizzati per trattare aree specifiche dei tessuti e completare interventi di chirurgia estetica. Nell'industria manifatturiera, i laser vengono utilizzati per tagliare i materiali con elevata precisione e vengono utilizzati anche nelle procedure di produzione additiva per migliorare la precisione nella stampa 3D. Anche nelle operazioni militari, la guerra basata sui laser è la modalità di attacco avanzata adottata.

I laser, a differenza della luce convenzionale, possiedono elevata intensità, coerenza, direzionalità e monocromaticità. Non divergono rispetto alla distanza percorsa, a differenza delle fonti convenzionali. In questo modo è possibile trasferire la massima potenza del laser su grandi distanze. Pertanto, una grande quantità di energia viene concentrata sulla dimensione dello spot e raggiunge densità di potenza elevate.

Poiché i laser sono azionati da esseri umani, è possibile che i riflessi possano danneggiare permanentemente la vista. Il calore involontario può vaporizzare il tessuto cutaneo o causare lesioni alla retina e ustioni cutanee. Pertanto, è fondamentale ridurre l’intensità del laser che entra nell’occhio. La gravità dei laser può essere immaginata come se un uomo potesse vedere una lampadina al tungsteno da 100 W brillare con poco disagio, tuttavia, la luce laser con <1 W di potenza può danneggiare la vista senza preavviso.

Poiché la tecnologia laser è in crescita e ha effetti negativi sugli esseri umani, vi è una forte domanda di apparecchiature di sicurezza laser. I laser sono classificati in quattro tipi, 2M, 3R, 3B e 4 in base alla loro intensità di potenza. Gli occhiali e le soluzioni di protezione laser sono molto richiesti nel campo della scienza e del progresso tecnologico. Nelle applicazioni convenzionali vengono utilizzati tre tipi di occhiali laser: 1) filtri in policarbonato 2) vetro assorbente e 3) filtri e rivestimenti dielettrici. Una forma di protezione laser avviene attraverso rivestimenti o filtri di sicurezza laser realizzati tramite deposizioni di film sottile. Il filtro depositato sugli occhiali blocca specifiche lunghezze d'onda del laser e trasmette attraverso di esso la regione visibile dello spettro elettromagnetico (trasmissione della luce visibile VLT). La densità ottica (OD) è il fattore di attenuazione di un filtro a una lunghezza d'onda specifica. Per una migliore comprensione, 100%, 10%, 1%, 0,1% e 0,0001% nella scala di trasmissione equivalgono rispettivamente a 0, 1, 2, 3 e 6 nelle scale OD, comunemente utilizzate a fini di denotazione.

I filtri in policarbonato funzionano con laser a densità di potenza da bassa a media e il vetro ad assorbimento riduce il VLT. Il filtro o rivestimento dielettrico presenta il vantaggio rispetto a queste due soluzioni bloccando specifiche lunghezze d'onda del laser e trasmettendo luce visibile attraverso di esse nell'intervallo che va dai laser di potenza media ad alta. Questi filtri possono essere progettati in base alla potenza e alla frequenza del laser utilizzato. Questi filtri vengono sottoposti a severi test di controllo qualità a causa della loro relazione diretta con la sicurezza degli occhi. L'analisi spettroscopica fornisce la capacità di blocco dei filtri a lunghezze d'onda nella scala OD e VLT%.

L'industria aerospaziale, automobilistica, elettronica e dei semiconduttori, medica, alimentare e tessile, edile, dei servizi pubblici e altre industrie utilizzano diversi tipi di laser come laser a CO2, laser a fibra, laser a stato solido, ecc., per applicazioni versatili come marcatura, micromateriali e macromateriali con un'ampia gamma di intensità di potenza laser. I produttori globali di occhiali di sicurezza laser sono KCWW, Honeywell International Inc., 3M, Uvex group, WW Grainger, Inc., Phillips Safety Products, Thorlabs, Kentek Corp., Laser safety Industries, Global laser Ltd., VS eyewear, Univet, Trotec Laser GmbH, NoIR Laser Co., LLC, Laservision, Cole-Parmet Instrument Co., LLC e componenti laser. Con un tasso di crescita annuo composto del 12,4%, si prevede che le dimensioni del mercato globale dei laser industriali aumenteranno da 5,66 miliardi di dollari a 14,52 miliardi di dollari nel periodo dal 2018 al 2026. Il prodotto ha avuto una grande domanda negli ultimi anni, poiché il mercato è cresciuto in modo esponenziale in tutti i campi. Per sostenere l’aumento della domanda di occhiali laser sono necessari impianti di produzione ad alta produttività.