Niewidoczne zagrożenie – ochrona przed wiązką laserową

Artykuł sponsorowany, przygotowany przez partnera Ha3o i SprzętSpecjalny.pl

Rozwój technologii laserowej sprawia, że zastosowania urządzeń emitujących światło laserowe są coraz bardziej różnorodne. W każdej branży rośnie zapotrzebowanie na rozwiązania wymagające dużej precyzji działania i jednocześnie wysokiej mocy. Urządzenia laserowe są używane w wielu gałęziach przemysłu, w medycynie, w sektorze militarnym i w ogólnie dostępnych usługach. Jednocześnie jednak tanie, proste w użyciu i łatwe do ukrycia lasery coraz częściej są stosowane do działań niezgodnych z prawem.  Przykładem jest użycie podręcznych laserów kieszonkowych jako broni.

To nowe, ale bardzo niebezpieczne zjawisko, wykorzystania światła laserowego przez uczestników zamieszek ulicznych do oślepiania funkcjonariuszy policji i służb porządkowych podczas demonstracji. Funkcjonariusze z patroli przygranicznych, piloci samolotów i załogi śmigłowców zarówno cywilnych jak i wojskowych są obecnie celem ataków laserowych.

Wzrosła też liczba zgłoszonych przypadków ataków laserowych na funkcjonariuszy organów ścigania, które doprowadziły do różnych uszkodzeń i obrażeń oczu, w tym do częściowej ślepoty. Chociaż lasery ręczne nie są nowością, ich powszechne celowe użycie z zamiarem wyrządzania szkód jest coraz częstsze. Rośnie więc również zapotrzebowanie na okulary ochronne do zabezpieczenia oczu przed skutkami działania lasera i przed urazami.

Z kolei na polu walki lub podczas działań taktycznych niebezpieczeństwo wynika nie tylko z celowego działania ze strony wroga. Tak samo niebezpieczne jest przypadkowe oślepienie wiązką laserową przez sprzymierzeńców. Jest to zjawisko o tyle istotne, że na polu walki stosuje się coraz więcej urządzeń wykorzystujących światło laserowe. Wśród różnych zastosowań technologii laserowej w sektorze militarnym można wymienić: lasery do pozycjonowania, dalmierze, lasery skanujące, lasery celownicze, iluminatory czy symulatory laserowe i laserowe systemy rażenia. Szczególnie poważnym zagrożeniem jest laser emitujący wiązkę w paśmie podczerwieni, czyli niewidzialny dla ludzkiego oka, którego groźne działanie może być odczuwalne, dopiero w momencie uszkodzenia wzroku.

Stosowanie laserów wymaga odpowiedniej ochrony dla żołnierzy lub funkcjonariuszy. Do skutecznej ochrony wzroku przed wiązką laserową w warunkach bojowych służą okulary lub gogle balistyczne z blokadą wiązki lasera.

Dlaczego wiązka laserowa jest niebezpieczna?

Niezwykle poważne zagrożenie wynika z właściwości fizycznych promieniowania laserowego. Po pierwsze, światło lasera nie rozprasza się, emitowane fale są zawsze skupione w równoległą wiązkę o dużej mocy. Po drugie, wiązka laserowa składa się z fal o długościach zarówno widzialnych jak i niewidzialnych dla ludzkiego oka. Niewidoczne spektrum bliskiej podczerwieni jest silną składową wiązki lasera i dlatego stanowi szczególne niebezpieczeństwo dla ludzkiego oka.

Tak silne promieniowanie często znacznie przekracza poziom bezpieczny dla wzroku człowieka. Zagrożeniem jest nie tylko wiązka laserowa skierowana bezpośrednio w oko, równie groźne są odbicia lub odblask promienia laserowego Działanie lasera skierowanego w oko jest takie samo, jak każdego innego źródła jasnego światła - najpierw wywołuje reakcję stresową, która powoduje mruganie. Kolejny etap to olśnienie, które powoduje zaciemnienie widzianego obrazu, a jeśli użytkownik patrzy w niego wystarczająco długo, pojawiają się krótkotrwałe jasne plamy, zwane powidokami. Istnieje także możliwość wywołania przez wiązki laserowe trwałych urazów oczu, w niektórych wypadkach - nieodwracalnych. Nawet jeśli nie dojdzie do trwałych urazów, oświetlenie oczu laserem powoduje przynajmniej czasową utratę świadomości sytuacyjnej, z czym wiąże się naturalne zagrożenie dla żołnierzy i funkcjonariuszy. Dlatego tak ważne jest stosowanie środków ochronnych.

Pierwszą linią obrony przed oddziaływaniem wiązki laserowej są środki ochrony indywidualnej (okulary lub gogle blokujące wiązkę lasera). LEP Laser Eye Protection – to konwencjonalna ochrona przed wiązką światła laserowego stosowanego w komercyjnych aplikacjach lasera – w przemyśle, medycynie, czy laboratoriach. Jakiś czas temu powstał też inny system ochrony: LGP - Laser Glare Protection, czyli ochrona oczu przed „olśnieniem" światłem laserowym dla pilotów: są to okulary, z filtrem, które redukują jasność światła do „znośnego" poziomu komfortu.

Zazwyczaj w kabinie pilota nie ma potrzeby blokowania całego spektrum światła laserowego. Dzięki temu pilot może zobaczyć i zgłosić lokalizację źródła światła (nieprzyjaciela). Okulary LGP służą do ochrony wzroku w sytuacjach krytycznych, podczas „ataków" laserowych, w określonych fazach lotu, generujących możliwe zagrożenie (start, lądowanie). Pojawiały się jednak opinie, że nie powinno się używać systemu LGP rutynowo w trakcie całego lotu.

Obecnie firma Revision Military wprowadziła najnowszej generacji okulary antylaserowe z soczewkami CALI, dedykowane pilotom i członkom załóg samolotów cywilnych i wojskowych, które spełniają szereg wymagań wynikających ze specyfiki pracy w kokpicie. Zostaną one opisane w szczegółach w dalszej części artykułu.

Równie ważnym aspektem, jak samo zastosowanie środków ochrony indywidualnej jest ich odpowiedni dobór dostosowany do typu lasera, trybu jego pracy i długości fali wiązki laserowej.

Kluczowe cechy skutecznej ochrony przeciwlaserowej

A teraz najważniejsze pytanie - jak skutecznie chronić wzrok przed wiązką laserową?

Najprościej rzecz ujmując ochrona przed wiązką laserową polega na dobraniu odpowiedniej soczewki, która pochłania lub odbija fale o określonej długości emitowane przez laser, czyli zablokuje określony kolor wiązki laserowej zanim dotrze ona do oka. Blokowanie promieniowania laserowego to oczywiście tylko jedna z wielu możliwych metod. Kluczową kwestią przy poszukiwaniu laserowych rozwiązań dla oczu jest znajomość koloru wiązki światła, którą chcemy zablokować.

Oprócz tego okulary powinny zapewniać odpowiednie standardy ochrony balistycznej, zgodne z wymogami użytkowników wojskowych i służb mundurowych. Dodajmy, że zwykłe okulary przeciwsłoneczne lub uniwersalne okulary blokujące określone spektrum światła widzialnego, (kolor niebieski lub zielony) nie dają żadnej ochrony przeciwlaserowej. Soczewki z filtrem antylaserowym wymagają specyficznego procesu produkcyjnego, konstrukcji i powłoki, a także na zastosowania specjalnego barwnika, pochłaniającego promieniowanie laserowe.

Dobór odpowiedniego koloru filtra

Kluczowym aspektem skutecznego zabezpieczenia przed promieniowaniem laserowym jest odpowiedni dobór soczewki ochronnej do długości fali emitowanej przez laser.

Monochromatyczność promieniowania laserowego implikuje konieczność przyporządkowania określonego filtra ochronnego w soczewkach konkretnego typu (koloru) lasera. Poziom ochrony, jaki zapewnia soczewka jest ściśle powiązany z przepuszczalnością światła o określonym kolorze. Wybierając soczewki balistyczne z impregnowanymi barwnikami, należy wziąć pod uwagę trzy kluczowe kwestie dotyczące ochrony oczu przed wiązką lasera.

Po pierwsze należy określić kolor lasera, przed którym potrzebna jest ochrona, następnie sprawdzić, jaką ilość promieniowania o danej długości fali blokuje soczewka, a na koniec ocenić, z jakiej ilości światła widzialnego trzeba będzie zrezygnować, aby uzyskać wymaganą ochronę.

Kolor emitowanej wiązki laserowej jest związany z długością fali promieniowania:

• wiązka fioletowa: 405 nm
• wiązka niebieska: 445 nm
• wiązka zielona: 532 nm
• wiązka rubinowa: 694.3 nm
• wiązka promieniowana w bliskiej podczerwieni IR: 800-900 nm, 1,064 nm

Laser czerwony jest najtańszy i kiedyś najczęściej spotykany, laser zielony jest obecnie najpopularniejszy wśród laserów barwnych, jak również jest zdecydowanie najjaśniejszy. Promieniowanie podczerwone jest najbardziej niebezpieczne. Ogólnie rzecz biorąc, lasery czerwone (650 nm) nie są szczególnie szkodliwe dla wzroku. Większość dostępnych na rynku cywilnym czerwonych wskaźników laserowych to zabawki dla kotów. Nie są one szczególnie niebezpieczne, chociaż mogą stanowić zagrożenie w sytuacji krytycznej, zaburzając świadomość sytuacyjną i orientację w terenie. Zagrożenie nie wynika z oślepienia, ale wzrasta wskutek rozproszenia uwagi, ponieważ światło laserowe jest trudno ignorowalne i mogą spowodować dezorientację.

Zielone lasery (532 nm) stanowią największe potencjalne zagrożenie dla oczu operatorów i pilotów. Po pierwsze, zielone lasery świecą najjaśniej, ludzkie oczy są najbardziej wrażliwe na światło zielone. Po drugie, wiele zielonych laserów emituje równocześnie ze światłem zielonym niewidzialne promieniowanie podczerwone.

Lasery emitujące wiązkę w paśmie bliskiej podczerwieni (700+ nm) są szczególnie niebezpieczne, ponieważ są całkowicie niewidoczne. Można się zastanawiać, w jaki sposób niewidzialne światło jest niebezpieczne. Jeśli nie można go zobaczyć, pierwsza naturalna obronna reakcja oka, czyli mruganie nie pojawia się, a człowiek nie ma świadomości szkodliwego działania promienia. Lasery emitujące wiązkę IR znajdują się w dalmierzach laserowych i wszelkiego rodzaju wojskowych laserowych systemach celowniczych.

Revision Military - producent okularów i gogli balistycznych w odpowiedzi na realne zagrożenie ataków laserowych opracował model soczewek antylaserowych LazrBloc^®. LazrBloc^® to szkła balistyczne z blokadą wiązki lasera, które mogą być elementem każdego modelu okularów balistycznych i gogli Revision Military.  Soczewki LazrBloc® blokując światło laserowe pozostawiają jednocześnie dobrą widoczność całego spektrum światła widzialnego (VLT), zapewniają doskonałą widoczność kolorów, stanowią ochronę przed uszkodzeniem oka, zaburzeniem pola widzenia i utratą orientacji.

Dlaczego nie istnieje jedna, uniwersalna soczewka antylaserowa?

Poszczególne szkła antylaserowe należy bezwzględnie dobierać pod kątem wystąpienia najbardziej prawdopodobnych zagrożeń.

Pierwsze pytanie, które często jest zadawane w kwestii wyboru szkieł antylaserowych, dotyczy tego, czy istnieje uniwersalna soczewka blokująca promienie laserowe. Niestety nie ma takiej soczewki. Dzieje się tak dlatego, że soczewka, która blokuje wszystkie kolory laserów, blokowałaby również wszystkie kolory światła i byłaby prawie nieprzezroczysta. Przy takiej soczewce nie grozi uszkodzenie wzroku, ale też nic nie będzie przez nią widać, ponieważ będzie ona po prostu czarna.

Dla użytkownika oznacza to być może konieczność rezygnacji z ochrony przed mniej popularnymi kolorami lasera, takimi jak fioletowy i żółty, na rzecz jaśniejszej soczewki, która zapewni większą kontrolę otoczenia. Dla jednostek prewencji pracujących podczas protestów ulicznych, dla służb mundurowych na granicy należy szukać soczewek, które na pewno blokują lasery zielone, które są najczęściej używane do oślepiania funkcjonariuszy. Jednocześnie należy pamiętać, że soczewki blokujące zielony laser nie pozwolą odczytać danych z urządzeń kontrolnych z zielonymi wyświetlaczami.

Jak ocenić poziom zagrożenia, gdy z tłumu strzelają świata laserów? Prawdę mówiąc, nie ma takiej możliwości. Prawdopodobnie, protestujący, którzy kierują wiązki światła, w stronę funkcjonariuszy nie wiedzą nawet, jaką moc mają ich kieszonkowe lasery. Bezpiecznie jest założyć, że każdy laser, który jest używany w zamieszkach ulicznych, ma wystarczająco silną moc, aby stworzyć zagrożenie, niezależnie od danych podanych na etykiecie urządzenia.

Balistyczne okulary ochronne z filtrem blokującym wiązkę laserową Revision Military

W odpowiedzi na rosnące zagrożenie związane z coraz bardziej powszechnym wykorzystaniem laserów jako narzędzi szturmowych, firma Revision opracowała zestaw unikatowych balistycznych soczewek z blokadą światła laserowego LazrBloc ^®. Soczewki te opracowano specjalnie z myślą o precyzyjnej ochronie oczu przed działaniem promieniowania laserowego o zróżnicowanych długościach fali świetlnej, w tym przed działaniem niebezpiecznej i niewidocznej dla ludzkiego oka promieniowania z zakresu bliskiej podczerwieni.

Asortyment Revision Military obejmuje sześć wymiennych szkieł antylaserowych do wyboru. Każdy model soczewki blokuje różne długości fal. W odróżnieniu od innych producentów szkieł antylaserowych soczewki Revision Military nie blokują tylko jednego zakresu (koloru) wiązki laserowej. Są to zaawansowane technologicznie rozwiązania filtrujące dwuzakresowe promieniowanie laserowe, co oznacza, że jedna soczewka może blokować 2 kolory wiązki laserowej. Soczewki LazrBlock chronią wzrok przed wiązką lasera zarówno w paśmie widzialnym jak i niewidzialnym (podczerwień).  Poszczególne modele szkieł, w zależności od blokowanej wiązki różnią się gęstościami optycznymi OD, czyli ilością promieniowania tłumionego przez soczewkę. Należy pamiętać, że im więcej długości fal blokuje soczewka, tym jest ciemniejsza i słabiej odwzorowuje kolory.

Soczewki LazrBloc są wymienne, co pozwala na szybkie i sprawne dopasowanie odpowiedniego poziomu ochrony do zmieniającej się sytuacji. Poszczególne szkła należy zawsze dobierać pod kątem najbardziej prawdopodobnych zagrożeń. Listę soczewek antylaserowych w asortymencie Revision Military prezentujemy poniżej:

• Antylaserowe soczewki ochronne LazrBloc zielone E2-5: chronią przed wiązką laserową w zakresie bliskiej podczerwieni IR.
• Soczewki ochronne antylaserowe LazrBloc różowe GF-8: chronią przed wiązką laserową w zakresie bliskiej podczerwieni IR i laserem zielonym.
• Ochronne, antylaserowe soczewki LazrBloc pomarańczowe FT-2: chronią przed trójzakresową wiązką laserową w kolorze: zielonym, niebieskim i fioletowym.
• Ochronne soczewki antylaserowe LazrBloc zielone F6-10: chronią przed wiązką laserową w zakresie bliskiej podczerwieni IR i wiązką laserową w kolorze rubinowym.
• Antylaserowe soczewki ochronne LazrBloc brązowe C5-6-10: chronią przed wiązką laserową w zakresie bliskiej podczerwieni IR i wiązką laserową w kolorze rubinowym, zielonym, niebieskim i fioletowym.
• Ochronne soczewki antylaserowe LazrBloc pomarańczowe GI-19: chronią przed wiązką laserową w zakresie bliskiej podczerwieni IR i wiązką laserową w kolorze zielonym, niebieskim i fioletowym.

Każdy kolor soczewek jest przeznaczony do spektrum określonych wiązek laserowych (długość emitowanej fali/ kolor wiązki).

Potwierdzona skuteczność

W zależności od koloru zastosowanych szkieł LazrBloc^®, skuteczność blokowania wiązki lasera zawiera się w przedziale:

• od 90% do 99,9999% fal pasma widzialnego,
• 99% dla promieniowania podczerwonego NIR (Near-Infrared) niewidocznego dla oka.

Czym wyróżniają się balistyczne okulary antylaserowe?

Okulary balistyczne charakteryzują się parametrami precyzowanymi w normach i standardach wojskowych dotyczących odłamkoodporności i wytrzymałości na uderzenia, tak, aby zapewniały pełną ochronę balistyczną wzroku w warunkach bojowych.

Soczewki ochronne przeznaczone do użytku w laboratorium lub na linii produkcyjnej, gdzie nie ma obaw atakiem strzeleckim, trafieniem odłamkiem, wybuchem IED - nie są ochroną balistyczną. Należy o tym pamiętać szukając laserowych okularów ochronnych, które będą używane w sytuacjach kryzysowych, w których istnieje prawdopodobieństwo użycia broni, lub w warunkach bojowych. Przykładem okularów balistycznych z ochroną laserową są okulary balistyczne StingerHawk GI-19 i FT-2. Zapewniają one ochronę balistyczną zgodnie z normami militarnymi, a jednocześnie chronią przed zagrożeniami laserowymi.

Okulary antylaserowe dla pilotów - dlaczego są potrzebne?

Kontynuując temat zagrożeń laserowych należy wspomnieć o przypadkach oślepiania załóg samolotów i śmigłowców przez wiązkę lasera emitowaną z ziemi i o specyficznych wymaganiach tej grupy odbiorców dotyczących skutecznej ochrony przed wiązką laserową.

Światło laserowe stanowi realne niebezpieczeństwo dla pilota i załogi kokpitu

Gra w „laserowych snajperów" jako nieprzypadkowe działanie: celowanie zielonym laserem w samoloty i śmigłowce to świadome sprowadzenie zagrożenia na załogę, pasażerów oraz przypadkowe osoby. Pomimo bezwzględnego zakazu kierowania lasera w stronę samolotów tego typu sytuacje zdarzają się niestety cyklicznie, co zdaniem Państwowej Komisji Badania Wypadków Lotniczych wynika między innymi z niemal nieograniczonego dostępu do laserów różnej mocy.

Ryzyko ataku laserowego i oślepiania wiązką lasera pilotów i personelu pokładowego samolotów i śmigłowców osiągnęło poziom na tyle poważny, że zarówno w służbach mundurowych jak i w lotnictwie cywilnym podejmowany jest temat zapewnienia skutecznej ochrony antylaserowej dla pilotów i załóg samolotów i śmigłowców służb cywilnych, medycznych i mundurowych. Przeciwlaserowe okulary ochronne – powinny być obowiązkowym elementem wyposażenia załóg i używane przynajmniej podczas lądowań i startów, czyli wtedy kiedy najczęściej zdarzają się przypadki oślepienia laserem.

Nowa generacja okularów dla pilotów

Nowa generacja okularów antylaserowych została opracowana i udostępniona przez firmę Revision Military – producenta balistycznych okularów i gogli oraz balistycznych soczewek antylaserowych, przy współpracy z Laboratorium Badawczym Sił Powietrznych (AFRL).

System z soczewkami ochronnymi CALI  Commercial Aviation Low Intensity) dedykowany użytkownikom szeroko pojętej grupy sektora lotniczego blokuje najbardziej niebezpieczny dla oka zakres wiązki lasera – zielony, niebiesko-fioletowy i bliską podczerwień – bez blokowania sąsiednich pasm kolorów i bez osłabiania widoczności podobnych kolorów stosowanych na wyświetlaczach w kokpicie.

Wobec zróżnicowanych potrzeb lotników wojskowych i cywilnych oferta Revision obejmuje 2 modele okularów dla pilotów: Aviator SF-2 i Stingerhawk® CALI-C.

System Stingerhawk® CALI-C jest oparty na niskoprofilowej elastycznej ramce modelu okularów balistycznych Stingerhawk®. Wymienny poliwęglanowy wizjer CALI-C typu "wrap-around" zapewnia maksymalne pole ochrony balistycznej i blokadę wiązki laserowej w kolorach fioletowym, zielonym oraz w paśmie bliskiej podczerwieni, optymalną przepuszczalność światła i doskonałe odwzorowanie kolorów. Jako wizjer balistyczny spełnia lub przekracza wymagania norm wojskowych i cywilnych dotyczących ochrony oczu. (MIL-PRF-32432A); EN 166, (par. 7.3.4). ANSI Z87.1-2015 par. 6 (Z87+).

W modelu Stingerhawk® CALI-C istnieje możliwość zamocowania soczewek korekcyjnych w dedykowanej wkładce Rx Carrier.

SystemREVISION MILITARY Aviator SF-2 to okulary złożone z lekkiej, metalowej, niskoprofilowej oprawki i dwóch soczewek antylaserowych CALI-C. Soczewki CALI-C blokują wiązkę laserową w kolorach fioletowym (405nm; OD 3.0) i zielonym (532nm; OD 2.0) w paśmie widzialnym oraz wiązkę promieniowania w paśmie bliskiej podczerwieni (NIR; 1064nm; OD 1.0), niewidoczną dla ludzkiego oka.

Okulary antylaserowe z soczewką CALI Revision Military przeznaczone dla pilotów są łatwe do zakładania i zdejmowania, tak aby można je było używać w różnych fazach lotu, bez ryzyka zahaczenia o zestawy słuchawkowe i hełmy.

Dostępność

Obie wersje produktu CALI-C są dostępne w sprzedaży wyłącznie dla użytkowników z branży lotniczej. Aby uzyskać więcej informacji, należy kontaktować się z  firmą Ha3o – autoryzowanym dystrybutorem okularów i gogli balistycznych Revision.

Podsumowanie / wnioski

Technologia laserowa podąża błyskawicznie do przodu i wymaga stosowania wyrafinowanych, ale tym samym pragmatycznych rozwiązań. Ze względu na wszechobecność ataków laserowych wydaje się, że okulary przeciwlaserowe, jako środek ochronny, stanowią najbardziej efektywne i skuteczne rozwiązanie.

Technologie soczewek antylaserowych również rozwijają się, ale ograniczenia technologiczne oznaczają, że szeroka ochrona wzroku i jednocześnie zapewnienie optymalnego pola widzenia znajdują się po przeciwstawnych stronach osi, czyli dobra widoczność oznacza rezygnację z części ochrony. Ponieważ lasery nadal stanowią nowe zagrożenie dla organów ścigania, technologie ochrony wzroku znajdują się w fazie aktywnego rozwoju. Naukowcy koncentrują się na znalezieniu bezkompromisowego praktycznego rozwiązania. Tymczasem informacje zawarte w tym artykule o zagrożeniach i możliwościach ochrony wzroku a także koniecznych niekiedy kompromisach pomogą w podjęciu decyzji o zakupie ochronnych okularów laserowych.

Artykuł sponsorowany, przygotowany przez partnera Ha3o i SprzętSpecjalny.pl