B.9 Come si determina e che valori ha la dimensione angolare della sorgente di un fascio laser, ai fini del calcolo dei parametri C6 (usato nella norma CEI 60-825-1) e CE (usato nel D.Lgs. 81/08)?

La dimensione angolare  della sorgente apparente di un fascio laser o di una sua riflessione speculare è sempre 1,5 mrad, perché la sorgente apparente è sempre puntiforme. Quindi il valore di C₆ e di C_E è sempre 1. Si ricorda che i valori di C₆ e di C_E si applicano solo ai limiti termici, non a quelli fotochimici.

Solo quando si hanno sorgenti multiple (per esempio arrays di diodi laser) o riflessioni da sorgenti perfettamente diffondenti (cioè da superfici “lambertiane”, completamente opache alla lunghezza d’onda del laser), la sorgente apparente potrebbe essere, in alcuni casi poco frequenti, estesa e i valori di C₆ e C_E potrebbero essere maggiori di 1. In tali casi però, il calcolo della reale dimensione della sorgente apparente può risultare difficile ed esporre al rischio di sottostima dell’irradiamento retinico. Perciò, anche in questi casi, se non è strettamente necessario, spesso conviene non procedere con il calcolo di  (angolo di vista della macchia luminosa) e porre semplicemente C₆ e C_E uguali 1, ossia ipotizzare la sorgente puntiforme; ciò significa considerare il caso più cautelativo, in quanto corrisponde alla situazione peggiore in cui si stima che tutta la potenza arrivi in un punto (in realtà un’area piccolissima) sulla retina, con un’alta concentrazione di energia termica. Se la sorgente è estesa, la radiazione è dispersa su un’area maggiore, quindi la concentrazione di energia termica è minore e di conseguenza anche il pericolo è inferiore.

Come già specificato precedentemente, nel caso di fasci laser diretti o riflessi specularmente, la sorgente apparente va considerata sempre piccola, equivalente ad  , per qualsiasi valore del beam waist (punto più stretto del fascio) e della divergenza.

Angolo sotteso dalla sorgente 

Con  si intende l’angolo piano sotteso dalla sorgente pari al rapporto tra la dimensione lineare della sorgente e la sua distanza dall’occhio.

Figura B.9.1 Rappresentazione dell’angolo 

L’angolo di vista  è l’angolo piano che si ottiene dal rapporto tra il diametro F di un diaframma posto di fronte ad una sorgente (con l’obiettivo di oscurarla in parte) e la distanza tra il rilevatore ed il centro del diaframma stesso. Si misura in radianti.

Figura B.9.2 Rappresentazione dell’angolo di vista 

I valori di  suggeriti dall’ICNIRP per la valutazione dei diversi rischi sono riportati nelle seguente tabelle.

Tab. 1: Angolo di vista per la valutazione del rischio da luce blu (300-700nm) (limite c-d)

Tab. 2: Angolo di vista per la valutazione del rischio termico da luce visibile e infrarosso (380-1400nm) (limite g-h-i)

Tab. 3: Angolo di vista per la valutazione del rischio da ustione alla retina da vicino infrarosso (780-1400 nm) (limite j-k-l)

Nella pratica per ottenere l'angolo di vista  corretto in funzione del tempo di esposizione occorre interporre un diaframma tra la sorgente ed il rivelatore. Il diametro del diaframma (F) e la sua distanza dal rivelatore di irradianza (r) devono essere tali che il loro rapporto sia pari al  desiderato. Ad esempio nel caso di esposizioni fino a 100 secondi il  da utilizzare è 11 mrad dunque la distanza di misura deve essere circa 100 volte il diametro della schermatura. Per tempi di esposizione superiori,  deve essere aumentato fino ad un massimo di 110 mrad.

Inoltre la posizione del diaframma e del rivelatore devono essere tali da garantire la determinazione del massimo valore di esposizione.

 angolo solido sotteso dalla sorgente luminosa

Figura B.9.3 Rappresentazione di ω angolo solido ω sotteso dalla sorgente luminosa

ω è pari al rapporto tra l’area apparente della sorgente e il quadrato della distanza dell’osservatore dal centro delle parti luminose della sorgente stessa e si misura in steradianti.

Nel caso in cui si utilizzi un diaframma per oscurare parte della sorgente in modo da effettuare la misura con l’angolo di vista  appropriato, la relazione tra  e ω è la seguente.