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激光輻射對人眼的危害

發布日期：2015-11-04 14:24:59
　

激光輻射對人眼的危害

由于激光的特性，可使能量在空間和時間上高度集中。通過眼的屈光介質聚焦在視網膜上形成影像，而使視網膜上的能量密度較角膜上入射能量密度提高104～105；激光單色性好，在眼底的色差小。上述特點致使極低的激光能量照射即可引起眼角膜或視網膜的損傷。
 
不同波長激光眼損傷部位
 
波長分區 波長范圍(nm) 主要損傷部位
紫外激光 180-400 角膜、晶狀體
可見激光 400-700 視網膜、脈絡膜
近紅外激光 700-1400 視網膜、脈絡膜、晶狀體
中、遠紅外激光 1400-106 角膜
 
眼底對幾種激光的有效吸收率
 
激光器 波長(nm) 吸收率(%) 介質透過率(%) 有效吸收率(%)
釹激光 1064 12 42 5.04
紅寶石 694.4 56 96 53.7
氬離子 488-514 70 80 56
倍頻Nd:YAG 532 74 88 65
包括視網膜色素上皮和脈絡膜的吸收
 
激光損傷事故的主要癥狀
 
事故發生時，多數受傷者感到眼前突然閃光，繼而出現一個不同顏色、不同大小的光斑或暗影，個別人眼部有沖擊感，與此同時，視力出現不同程度的下降，重者短時間內不能分清眼前物體，有的傷后出現數小時的目弦及畏光。
 
激光眼事故損傷照射統計
 
激光器 發射方式 波長（nm） 受傷人數 損傷眼次
Nd：YAG 超短脈沖 1064 1 1
Nd：YAG 巨脈沖 1064 23 24
Nd：YAP 巨脈沖 1064 1 1
紅寶石 長脈沖 694.4 11 12
染料 巨脈沖 560～590 3 3
Ar+ 連續 488～514.5 1 1
He-Cd 連續 441.6 1 1
不詳 不詳 不詳 4 4
合計     45 47
數據摘自《激光輻射傷醫學防護》
 
原因與教訓
 
一、 工作中未采取眼防護措施
二、 缺乏安全的工作環境
三、 思想麻痹
四、 激光器誤觸發
五、 在激光臨床眼科治療中，未能嚴格控制治療能量
 
長期在激光操作環境中工作者眼睛受到長期的影響。在操作和使用激光器時，即使沒有直接被激光照射，造成傷害事故的發生。可是激光器所反出的射線通過其他物體或者墻壁等產生的微量反射，長期在這種環境中工作的人群，白內障的發病率極高。
 
典型脈沖激光器危害類別
 
波長范圍 激光器 脈寬 1類 2類 4類
180～400nm 四倍頻Nd:YAG ns 58.0uJ ≤10J/cm2 ＞10J/cm2
400～700nm 倍頻 Nd:YAG ns ≤0.2uJ ＞0.2uJ ＞85mJ/cm2
        ≤85mJ/cm2  
  紅寶石 ms ≤0.4uJ ＞0.4uJ ＞3.1J/cm2
        ≤3.1/cm2  
  染料可調諧 us ≤0.2uJ ＞0.2uJ ＞0.31J/cm2
700～1mm Nd:YAG ns ≤2uJ ＞2uJ ＞0.42J/cm2
        ≤0.42J/cm2  
  Er激光器 ns ≤8.0mJ ＞8.0mJ ＞10J/cm2
  CO2 ns ≤80uJ ＞80uJ ＞10J/cm2
 
 
幾種典型激光源人眼防護所要求的最低光密度值
 
激光器 發射方式 輸出功率/能量 照射限值 光密度
倍頻Nd：YAG 巨脈沖 100 mJ 5.0×107J/cm2 6.0
Cu 蒸氣 連續 5 W 1.8×10-3W/cm2 4.1
Ar+ 連續 5 W 1.8×10-3W/cm2 4.1
  連續 50 mW 1.8×10-3W/cm2 2.1
Nd：YAG 連續 80 mW 9.6×10-3W/cm2 4.6
  長脈沖 400 mJ 5.0×10-6J/cm2 5.6
  巨脈沖 100 mJ 5.0×10-6J/cm2 5.0
CO2 連續 80 W 5.6×10-1W/cm2 2.9
 
激光防護鏡的選擇
 
隨著激光技術在軍事、民用領域的廣泛應用，激光防護技術越來越受到人們的重視，激光防護材料的種類日益增多。從防護原理來看，目前激光防護材料可分為三大類：一是基于線性光學原理的激光防護，它包括吸收型、反射型和吸收/反射復合型；二是基于非線性光學原理的激光防護，它主要利用三階非線性光學效應，包括非線性吸收、非線性折射、非線性散射和非線性反射；三是基于相變原理的激光防護。
激光具有方向性強、單色性好、相干性好等特點，使得它在軍事、工業及醫療等領域都有著廣泛的應用。但正是激光的這些特點對人體也構成了極大的威脅。眼睛是人體對激光最敏感的器官，由于眼對光的聚焦作用可使視網膜上能量密度增高105倍，因此低劑量照射就可引起視網膜的嚴重損傷而導致視力下降直至失明。如何進行有效的激光防護，成為人們極為關注的問題，各國相應地制定了激光防護標準。早在1962年美國就提出了一些激光安全輻照限。
  現在我國使用關于激光安全的強制標準有：
CJB-2408-95 激光防護眼鏡防護性能測試方法
GJB-1762-93 激光防護眼鏡生理衛生防護要求
JB/T 5524-91 實驗室激光安全規則
   
激光防護鏡有多種類型，所用材料不同，原理各異，應用場合也不同。因此，要提供對激光有效防護，必須按具體使用要求對激光防護鏡進行合理的選擇。選擇防護鏡時，首先根據所用激光器的最大輸出功率（或能量）、光束直徑、脈沖時間等參數確定激光輸出最大輻照度或最大輻照量。而后，按相應波長和照射時間的最大允許輻照量（眼照射限值）確定眼鏡所需最小光密度值，并據此選取合適防護鏡。選擇的具體條件主要有：
1、 最大輻照量Hmax(J/m2)或最大輻照度Emax(W/m2)；
2、 特定的防護波長；
3、 在相應防護波長的所需最小光密度值Dmin；
4、 防護鏡片的非均勻性、非對稱性、入射光角度效應等；
5、 抗激光輻射能力；
6、 可見光透過率；
7、 結構和外形。
 
 
我公司生產的激光安全產品的光學安全性能完全滿足歐洲標準EN207A1：2002的全部要求。

 

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