激光光生物安全是指对激光辐射对人体(特别是眼睛和皮肤)可能造成的生物效应进行评估、管理和控制的科学领域。
激光作为一种高强度、单色、相干的光辐射源,其光生物安全性尤为重要,因为激光束的能量高度集中,即使在看似微弱的情况下也可能迅速导致严重的生物组织损伤。
目前针对激光光生物安全,也就是激光人眼安全的标准如下:
国家地区 | 标准 |
中国 | GB 7247系列 |
美国 | 21CFR 1040.10、ANSI Z 136系列 |
国际 | IEC 60825系列(采标IEC的如EN、BS、AS不再单独列出) |
1. 眼睛伤害
瞬目反应:当激光强度较低时,人眼的自然防御机制(如瞬目反射)可避免伤害。
热烧伤:高能量激光可导致视网膜烧伤,形成“热点”,严重时可造成永久性视力丧失。
光化学损伤:某些波长的激光(如紫外线激光)可引起视网膜光化学反应,导致光敏性视网膜病变。
冲击波损伤:高能脉冲激光可能通过压力波对眼球造成机械损伤。
2. 皮肤伤害
热烧伤:激光能量过高时可导致皮肤热损伤,表现为红斑、水泡、瘢痕等。
光化学反应:特定波长激光可激发皮肤内色素分子,引发光敏反应或光毒性反应。
激光诱导的皮肤癌:长期或重复暴露于致癌波段(如紫外线)激光下,可能增加皮肤癌风险。
国际电工委员会(IEC)制定了激光产品的安全标准,如IEC 60825系列,将激光产品分为以下四个安全等级:
Class 1(一级):无激光辐射泄露,或泄露的激光辐射在任何情况下都不会对人眼或皮肤造成伤害。
Class 2(二级):在正常使用条件下相对安全,但长时间直视可能导致暂时的视觉不适(如闪光盲)。典型输出功率低于1毫瓦(mW),多见于指示类激光笔。
Class 3R(三级R):在直接或间接观察时,可能会造成暂时的视觉损害,尤其是使用光学仪器放大激光光束时。输出功率一般在1至5毫瓦(连续波)或在5毫瓦以上但符合特定瞬时最大曝光限值的脉冲激光。
Class 4(四级):极度危险,即使是短暂的直接接触或反射光也可能造成严重的眼部和皮肤损伤,甚至火灾。这类激光的输出功率超过5毫瓦,包括高功率连续波激光和高能量密度脉冲激光。
激光光生物安全与光生物安全的比较
激光光生物安全单独针对激光,光生物安全则范围更加广泛。
光生物安全主要针对的也是非相干光,比如紫外线,蓝光、可见光、红外光等等都属于非相干光。
光生物安全主要涉及的是光波对人体眼睛及皮肤的影响,不同波长的光线对人体的不同部位的影响:
光生物效应主要是指光线对皮肤的辐曝危害、光线对眼睛前部(角膜、结膜、晶状体)的辐曝危害和对眼睛视网膜的辐曝危害。
目前世界各地的标准对光线的这三类危害有不同的解读和不同的安全区间,加之每种标准均有较为复杂的测量要求,所以这里我们简单的来谈下常见的可见与不可见光波对人体的影响及相应的防护:
紫外线(180nm-400nm,不可见光)
紫外线按照波长的不同也能分为UVA\UVB\UVC等,相信这些词汇爱美的姑娘们早就听过了。常见的UVA和UVB大家要注意的是不要长时间暴露在烈日之下,出门的时候注意擦好防晒用品及带上美美的墨镜。太阳光中的UVC在进入大气层的时候已经被滤的所剩无几了,大家需要特别注意的是在一些需要紫外线灭菌的场合不要暴露在UVC的光线之下,这样不常见的光线反而会对皮肤造成老化灼伤或对眼睛造成角膜炎的伤害。现在紫外伤害的防护知识和产品相对比较成熟,大家加深了解和使用相应的防护就好。
蓝光/蓝光小光源(300nm-700nm)
蓝光可以直达视网膜,也是前段时间婴儿视网膜被蓝光灼伤的元凶,但IEC和GB均有对该波段的光线均有要求,合规的产品均可达到无风险的豁免级或低风险的级别。需要注意的是,一定要选购有资质的大厂出品的产品且不要长时间直视光源(新闻中的婴儿就因为在洗澡的时候长时间直视了头顶的浴霸,才导致了意外的发生)。
可见光危害(380nm-780nm)
合规的常见的照明用光源都应满足各类光生物安全的标准,对人体不会造成不良影响,需要注意的是合理的照明布局和切勿疲劳用眼。
另一种值得注意的部分是可见的激光等相干光线,由于此类光常带有较大的能量,一定时间的直视即可造成不可逆的视网膜危害(简单的说有激光笔或类似装置的小伙伴千万不要拿这些东西照眼睛!)
红外危害(780nm-1mm)
同样的,红外线按照波长也分为IRA\IRB\IRC,很多物体(包括人体)都会产生红外线,长时间不被人们所重视。加之现在很多商家过分宣传了各种红外线的养生保健功能,让人们更加忽视了红外线潜在的危害,实际上超过一定剂量的红外线也会对眼睛和皮肤产生老化等不可逆的影响。所以在一些容易产生红外线场所(炼钢厂等)和一些用到红外加热仪器的场所需要合理的安排被照射的时间和强度。
针对以上非相干光的光生物安全,目前国内主要使用的GB/T 20145和GB/T 30117系列(需要注意的是GB/T 20145直接采标CIE S 009而不是IEC 62471)
国际上针对非相干光光生物安全主要采用的标准则是IEC 62471系列、IEC 62778、CIE S 009、IEC 62115等(采标IEC的如EN、BS、AS不再单独列出)
美国针对非相干光光生物安全采用的标准则是21CFR 1040.20标准。
无论是激光光生物安全还是光生物安全,都需要严格的遵守相关安全标准。
目前我司从事激光光生物安全研究和检测多年,针对激光产品人眼安全检测认证具有丰富的行业经验,针对其他光生物安全检测拥有绝对的实力,公司现建有激光实验室,光电性能实验室,我们熟知光谱生命科学国际、国内标准,能对光生物及蓝光危害准确识别和分析。公司工程师团队从事光学检测技术开发十余年,从测试,认证,市场准入,能够提供一条龙服务。
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