[转帖]激光对人眼的危害和防护

阿喔里

<P>
摘自：《激光》</P>
<P>    1　激光对人眼的危害作用
    由于激光是一种光，所以人体对光最敏感的器官是眼睛。因此激光对人的损害，最需要防护的是眼睛。
    眼球是很精细的光能接受器，它是由不同屈光介质和光感受器组成的极灵敏的光学系统。它能将一定波长的光辐射传输到眼底，使其在视网膜上成像。眼屈光介质有很强的聚焦作用，将入射光束高度汇聚成很小的光斑，从而使视网膜单位面积内接受的光能，比入射到角膜的光能提高105倍。视网膜光感受器是极灵敏的光敏组织，在蓝、绿光谱内只要8～10个光子就可以产生视觉，其能量相当于1.4×10-5焦耳/厘米2。因此，眼球是激光最敏感的器官，很容易受到激光的伤害。
    人眼对不同的波长的光辐射具有不同的透过率与吸收特性。
    在0.3微米到2.5微米波段光辐射范围内，小于0.3微米和大于2.5微米的光辐射均不能透过角膜，而被其吸收。晶体的透过率因年龄而异。一般来说，从0.4～1.4微米波段，晶体透过率较高，约80%以上，其两侧的波段很少能透过晶体。玻璃体也可透过0.4～1.4微米的光辐射。
    目前，常用的激光振荡波长从0.2微米的紫外线开始，包括可见光、近红外线、中红外线直到远红外线。由于人眼的各部分对不同波长光辐射的透射与吸收不同对眼的损伤部位与损伤程度也不同。一般来说，紫外线与远红外线在一定剂量范围内主要损伤角膜，可见光与近红外线波段的激光主要损伤视网膜，超过一定剂量范围各波段激光可同时损伤角膜，晶体与视网膜，并可造成其他屈光介质的损伤。
    总之，激光对眼球前部组织的损伤主要是该部分组织对紫外线与红外线激光辐射比较敏感，造成白内障。而激光对视网膜的损伤则主要是由于可见激光（如红宝石、氩离子、氪离子、氦氖、氦镉与倍频钕激光等）与红外线激光（如钕激光等）均能透过眼屈光介质到达视网膜，其透射率在42～88%，视网膜与脉络膜有效吸收率在5.4～65%之间。其中倍频钕激光发射0.53微米波长，十分接近血红蛋白的吸收峰。因此，倍频钕激光容易被视网膜与脉络膜吸收。另外，造成眼底损伤的能量也很低，只要很少的能量就可以产生较严重的损害，将视网膜局部破坏，成为永久性伤害。
    2 激光的安全防护标准和具体措施
    激光安全的国家标准
    由于激光的广泛应用，有许多人都可能受到激光的辐照损害。为了减少和预防这种损伤，我国在激光安全方面已经制定了几个标准，现列举如下：
    （1）GB7247－87《激光产品的辐射安全、设备分类、要求和用户指南》。国家标准局1987年2月9日发布，1987年10月1日实施。
    （2）GB－10320－88《激光设备和实施的电气安全》。国家技术监督局1988年12月30日发布，1990年1月1日实施。
    （3）GB10435－89《作业场所激光辐射卫生标准》。卫生部1989年2月24日发布，1989年10月1日实施。
    （4）国家行业标准JB/T5524－91《实验室激光安全规则》。机械电子工业部1991年7月16日发布，1992年7月1日实施。
    激光安全防护的具体措施
    1、记住激光安全的基本原则是绝对不直视激光束，尤其是原光束。也不看反射镜反射的激光束。
    2、为了减少人眼瞳孔充分扩张，实验室的灯光要明亮。同时实验室人员和接触激光源的人员一定要戴激光防护镜。
    3、不要对近目标或实验室墙壁发射激光。
    4、对激光设备使用人员进行教育，不要对人员发射激光，不要对镜面反射物发射激光。</P>

阿喔里

<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=2 width="96%" align=center border=0><TR><TD align=middle colSpan=2><B>激光辐射对人眼的危害</B></TD></TR><TR><TD colSpan=2>
　　由于激光的特性，可使能量在空间和时间上高度集中。通过眼的屈光介质聚焦在视网膜上形成影像，而使视网膜上的能量密度较角膜上入射能量密度提高10<FONT size=1>4</FONT>～10<FONT size=1>5</FONT>；激光单色性好，在眼底的色差小。上述特点致使极低的激光能量照射即可引起眼角膜或视网膜的损伤。</TD></TR></TABLE><TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="94%" align=center border=0><TR><TD> </TD></TR><TR><TD align=middle><B>不同波长激光眼损伤部位</B></TD></TR><TR><TD> </TD></TR><TR><TD><TABLE cellSpacing=1 cellPadding=2 width="75%" align=center bgColor=#cccccc border=0><TR bgColor=#ffffff><TD width="32%"><B>波长分区</B></TD><TD width="33%"><B>波长范围(nm)</B></TD><TD width="35%"><B>主要损伤部位</B></TD></TR><TR bgColor=#ffffff><TD width="32%">紫外激光</TD><TD width="33%">180-400</TD><TD width="35%">角膜、晶状体</TD></TR><TR bgColor=#ffffff><TD width="32%">可见激光</TD><TD width="33%">400-700</TD><TD width="35%">视网膜、脉络膜</TD></TR><TR bgColor=#ffffff><TD width="32%">近红外激光</TD><TD width="33%">700-1400</TD><TD width="35%">视网膜、脉络膜、晶状体</TD></TR><TR bgColor=#ffffff><TD width="32%">中、远红外激光</TD><TD width="33%">1400-10<FONT size=1>6</FONT></TD><TD width="35%">角膜</TD></TR></TABLE></TD></TR><TR><TD> </TD></TR><TR><TD align=middle><B>眼底对几种激光的有效吸收率</B></TD></TR><TR><TD align=middle> </TD></TR><TR><TD align=middle><TABLE cellSpacing=1 cellPadding=2 width="77%" align=center bgColor=#cccccc border=0><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="18%"><B>激光器
</B></TD><TD width="19%"><B>波长(nm)　</B></TD><TD width="17%"><B>吸收率(%) </B></TD><TD width="23%"><B>介质透过率(%)</B></TD><TD width="23%"><B>有效吸收率(%)</B></TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="18%">钕激光 </TD><TD width="19%">1064 </TD><TD width="17%">12</TD><TD width="23%">42</TD><TD width="23%">5.04</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="18%">红宝古 </TD><TD width="19%">694.4</TD><TD width="17%">56</TD><TD width="23%">96 </TD><TD width="23%">53.7</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="18%">氩离子 </TD><TD width="19%">488-514</TD><TD width="17%">70</TD><TD width="23%">80</TD><TD width="23%">56</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="18%">倍频Nd:YAG </TD><TD width="19%">532</TD><TD width="17%">74</TD><TD width="23%">88</TD><TD width="23%">65</TD></TR></TABLE></TD></TR><TR><TD>包括视网膜色素上皮和脉络膜的吸收</TD></TR><TR><TD height=10> </TD></TR><TR><TD align=middle><B>激光损伤事故的主要症状</B></TD></TR><TR><TD> </TD></TR><TR><TD>　　事故发生时，多数受伤者感到眼前突然闪光，继而出现一个不同颜色、不同大小的光斑或暗影，个别人眼部有冲击感，与此同时，视力出现不同程度的下降，重者短时间内不能分清眼前物体，有的伤后出现数小时的目弦及畏光。</TD></TR></TABLE><TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="94%" align=center border=0><TR><TD> </TD></TR><TR><TD align=middle><B>激光眼事故损伤照射统计</B></TD></TR><TR><TD> </TD></TR><TR><TD><TABLE cellSpacing=1 cellPadding=2 width="75%" align=center bgColor=#cccccc border=0><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="17%"><B>激光器
</B></TD><TD width="19%"><B>发射方式</B></TD><TD width="24%"><B>波长（nm）</B></TD><TD width="19%"><B>受伤人数</B></TD><TD width="21%"><B>损伤眼次</B></TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="17%">Nd：YAG</TD><TD width="19%">超短脉冲</TD><TD width="24%">1064</TD><TD width="19%">1</TD><TD width="21%">1</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="17%">Nd：YAG</TD><TD width="19%">巨脉冲 </TD><TD width="24%">1064</TD><TD width="19%">23</TD><TD width="21%">24</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="17%">Nd：YAP</TD><TD width="19%">巨脉冲</TD><TD width="24%">1064</TD><TD width="19%">1</TD><TD width="21%">1</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="17%">红宝石 </TD><TD width="19%">长脉冲</TD><TD width="24%">694.4</TD><TD width="19%">11</TD><TD width="21%">12</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="17%">染料</TD><TD width="19%">巨脉冲</TD><TD width="24%">560～590</TD><TD width="19%">3</TD><TD width="21%">3</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="17%">Ar<FONT size=1>+</FONT></TD><TD width="19%">连续 </TD><TD width="24%">488～514.5</TD><TD width="19%">1</TD><TD width="21%">1</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="17%">He-Cd</TD><TD width="19%">连续</TD><TD width="24%">441.6</TD><TD width="19%">1</TD><TD width="21%">1</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="17%">不详</TD><TD width="19%">不详</TD><TD width="24%">不详</TD><TD width="19%">4</TD><TD width="21%">4</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="17%">合计</TD><TD width="19%"> </TD><TD width="24%"> </TD><TD width="19%">45</TD><TD width="21%">47</TD></TR><TR align=right bgColor=#ffffff><TD colSpan=5>数据摘自《激光辐射伤医学防护》</TD></TR></TABLE></TD></TR><TR><TD> </TD></TR><TR><TD><B>原因与教训</B></TD></TR><TR><TD> </TD></TR><TR><TD>一、 工作中未采取眼防护措施
二、 缺乏安全的工作环境
三、 思想麻痹
四、 激光器误触发
五、 在激光临床眼科治疗中，未能严格控制治疗能量</TD></TR><TR><TD> </TD></TR><TR><TD>　　长期在激光操作环境中工作者眼睛受到长期的影响。在操作和使用激光器时，即使没有直接被激光照射，造成伤害事故的发生。可是激光器所反出的射线通过其他物体或者墙壁等产生的微量反射，长期在这种环境中工作的人群，白内障的发病率极高。</TD></TR></TABLE><TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="94%" align=center border=0><TR><TD> </TD></TR><TR><TD align=middle><B>典型脉冲激光器危害类别</B></TD></TR><TR><TD> </TD></TR><TR><TD><TABLE cellSpacing=1 cellPadding=2 width="80%" align=center border=0><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="19%"><B>波长范围</B></TD><TD width="24%"><B>激光器</B></TD><TD width="8%"><B>脉宽</B></TD><TD width="12%"><B>1类</B></TD><TD width="18%"><B>2类</B></TD><TD width="19%"><B>4类</B></TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="19%">180～400nm </TD><TD width="24%">四倍频Nd:YAG</TD><TD width="8%">ns</TD><TD width="12%">58.0uJ</TD><TD width="18%">≤10J/cm<FONT size=1>2</FONT></TD><TD width="19%">＞10J/cm<FONT size=1>2</FONT></TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="19%">400～700nm
</TD><TD width="24%">倍频 Nd:YAG</TD><TD width="8%">ns</TD><TD width="12%">≤0.2uJ</TD><TD width="18%">＞0.2uJ </TD><TD width="19%">＞85mJ/cm<FONT size=1>2</FONT></TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="19%"> </TD><TD width="24%"> </TD><TD width="8%"> </TD><TD width="12%"> </TD><TD width="18%">≤85mJ/cm<FONT size=1>2</FONT></TD><TD width="19%"> </TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="19%"> </TD><TD width="24%">红宝石
</TD><TD width="8%">ms</TD><TD width="12%">≤0.4uJ</TD><TD width="18%">＞0.4uJ</TD><TD width="19%">＞3.1J/cm<FONT size=1>2</FONT></TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="19%"> </TD><TD width="24%"> </TD><TD width="8%"> </TD><TD width="12%"> </TD><TD width="18%">≤3.1/cm<FONT size=1>2</FONT></TD><TD width="19%"> </TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="19%"> </TD><TD width="24%">染料可调谐</TD><TD width="8%">us</TD><TD width="12%">≤0.2uJ</TD><TD width="18%">＞0.2uJ</TD><TD width="19%">＞0.31J/cm<FONT size=1>2</FONT></TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="19%">700～1mm
</TD><TD width="24%">Nd:YAG</TD><TD width="8%">ns</TD><TD width="12%">≤2uJ</TD><TD width="18%">＞2uJ</TD><TD width="19%">＞0.42J/cm<FONT size=1>2</FONT></TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="19%"> </TD><TD width="24%"> </TD><TD width="8%"> </TD><TD width="12%"> </TD><TD width="18%">≤0.42J/cm<FONT size=1>2</FONT></TD><TD width="19%"> </TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="19%"> </TD><TD width="24%">Er激光器</TD><TD width="8%">ns</TD><TD width="12%">≤8.0mJ</TD><TD width="18%">＞8.0mJ</TD><TD width="19%">＞10J/cm<FONT size=1>2</FONT></TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="19%"> </TD><TD width="24%">CO<FONT size=1>2</FONT> </TD><TD width="8%">ns</TD><TD width="12%">≤80uJ</TD><TD width="18%">＞80uJ</TD><TD width="19%">＞10J/cm<FONT size=1>2</FONT></TD></TR></TABLE></TD></TR><TR><TD> </TD></TR></TABLE><TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="94%" align=center border=0><TR><TD> </TD></TR><TR><TD align=middle><B>几种典型激光源人眼防护所要求的最低光密度值</B></TD></TR><TR><TD> </TD></TR><TR><TD><TABLE cellSpacing=1 cellPadding=2 width="80%" align=center border=0><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="21%"><B>激光器</B></TD><TD width="16%"><B>发射方式</B></TD><TD width="25%"><B>输出功率/能量</B></TD><TD width="26%"><B>照射限值</B></TD><TD width="12%"><B>光密度</B></TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="21%">倍频Nd：YAG</TD><TD width="16%">巨脉冲</TD><TD width="25%">100 mJ</TD><TD width="26%">5.0×10<FONT size=1>7</FONT>J/cm<FONT size=1>2</FONT></TD><TD width="12%">6.0</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="21%">Cu 蒸气</TD><TD width="16%">连续</TD><TD width="25%">5 W</TD><TD width="26%">1.8×10<FONT size=1>-3</FONT>W/cm<FONT size=1>2</FONT></TD><TD width="12%">4.1</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="21%">Ar<FONT size=1>+</FONT></TD><TD width="16%">连续</TD><TD width="25%">5 W</TD><TD width="26%">1.8×10<FONT size=1>-3</FONT>W/cm<FONT size=1>2</FONT></TD><TD width="12%">4.1</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="21%"> </TD><TD width="16%">连续</TD><TD width="25%">50 mW</TD><TD width="26%">1.8×10<FONT size=1>-3</FONT>W/cm<FONT size=1>2</FONT></TD><TD width="12%">2.1</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="21%">Nd：YAG</TD><TD width="16%">连续</TD><TD width="25%">80 mW</TD><TD width="26%">9.6×10<FONT size=1>-3</FONT>W/cm<FONT size=1>2</FONT></TD><TD width="12%">4.6</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="21%"> </TD><TD width="16%">长脉冲</TD><TD width="25%">400 mJ</TD><TD width="26%">5.0×10<FONT size=1>-6</FONT>J/cm<FONT size=1>2</FONT></TD><TD width="12%">5.6</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="21%"> </TD><TD width="16%">巨脉冲</TD><TD width="25%">100 mJ</TD><TD width="26%">5.0×10<FONT size=1>-6</FONT>J/cm<FONT size=1>2</FONT></TD><TD width="12%">5.0</TD></TR><TR align=middle bgColor=#ffffff><TD width="21%">CO<FONT size=1>2</FONT></TD><TD width="16%">连续</TD><TD width="25%">80 W</TD><TD width="26%">5.6×10<FONT size=1>-1</FONT>W/cm<FONT size=1>2</FONT></TD><TD width="12%">2.9</TD></TR></TABLE></TD></TR><TR><TD> </TD></TR></TABLE><TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="94%" align=center border=0><TR><TD align=middle colSpan=2><B>激光防护镜的选择</B></TD></TR><TR><TD colSpan=2> </TD></TR><TR><TD colSpan=2>　　随着激光技术在军事、民用领域的广泛应用，激光防护技术越来越受到人们的重视，激光防护材料的种类日益增多。从防护原理来看，目前激光防护材料可分为三大类：一是基于线性光学原理的激光防护，它包括吸收型、反射型和吸收/反射复合型；二是基于非线性光学原理的激光防护，它主要利用三阶非线性光学效应，包括非线性吸收、非线性折射、非线性散射和非线性反射；三是基于相变原理的激光防护。</TD></TR><TR><TD colSpan=2>　　激光具有方向性强、单色性好、相干性好等特点，使得它在军事、工业及医疗等领域都有着广泛的应用。但正是激光的这些特点对人体也构成了极大的威胁。眼睛是人体对激光最敏感的器官，由于眼对光的聚焦作用可使视网膜上能量密度增高10<FONT size=1>5</FONT>倍，因此低剂量照射就可引起视网膜的严重损伤而导致视力下降直至失明。如何进行有效的激光防护，成为人们极为关注的问题，各国相应地制定了激光防护标准。早在1962年美国就提出了一些激光安全辐照限。</TD></TR><TR><TD width="8%">
</TD><TD width="92%">现在我国使用关于激光安全的强制标准有：
CJB-2408-95 激光防护眼镜防护性能测试方法
GJB-1762-93 激光防护眼镜生理卫生防护要求
JB/T 5524-91 实验室激光安全规则</TD></TR><TR><TD width="8%"> </TD><TD width="92%"> </TD></TR><TR><TD colSpan=2>　　激光防护镜有多种类型，所用材料不同，原理各异，应用场合也不同。因此，要提供对激光有效防护，必须按具体使用要求对激光防护镜进行合理的选择。选择防护镜时，首先根据所用激光器的最大输出功率（或能量）、光束直径、脉冲时间等参数确定激光输出最大辐照度或最大辐照量。而后，按相应波长和照射时间的最大允许辐照量（眼照射限值）确定眼镜所需最小光密度值，并据此选取合适防护镜。选择的具体条件主要有：</TD></TR><TR><TD colSpan=2>1、 最大辐照量H<FONT size=1>max</FONT>(J/m<FONT size=1>2</FONT>)或最大辐照度E<FONT size=1>max</FONT>(W/m<FONT size=1>2</FONT>)；
2、 特定的防护波长；
3、 在相应防护波长的所需最小光密度值D<FONT size=1>min</FONT>；
4、 防护镜片的非均匀性、非对称性、入射光角度效应等；
5、 抗激光辐射能力；
6、 可见光透过率；
7、 结构和外形。</TD></TR><TR><TD colSpan=2> </TD></TR></TABLE>

gaofeng.name

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>ujff0574</I>在2005-3-23 16:48:48的发言：</B>
是的，我看这个文章是我花了我3点金钱呢[em07]</DIV>
<P>3点金钱是什么意思呀？</P>

junfeixu

晕!还是这里好

xajin

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>ujff0574</I>在2005-3-24 8:24:12的发言：</B>
有些论坛看文章都要几点积分或是金钱才可以看的</DIV>

以前有个论坛有的东西要几百金钱  我一共就十几钱  晕

发条狐狸

老文了。还是顶一下好。