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关于激光对眼损伤的一些知识

激光对人体的伤害作用是多方面的,主要是烧伤作用和视觉影响。其中因眼睛对激光比较敏感,视网膜伤害和视觉影响占首要地位。

    波长400~900nm的光透过眼的角膜之后,经过眼的晶状体进行二次聚焦,落在眼底视网膜上的光斑强度比落在角膜上的光斑强度增大几个数量级。因此,这一波段的激光对视网膜的伤害作用比对其他器官的伤害作用大得多。900nm以外光谱的激光,眼角膜和眼内液的透过率较低,而且眼角膜本身对这些光谱的激光比较敏感,易于造成角膜伤害。

    激光除了造成眼伤害外,它还能使人暂时看不清东西,好像强光照射眼睛后,会产生一时性的视觉模糊一样,在生理学上叫做“闪光肓”。这种“闪光肓”会使飞机驾驶员丧失战斗和坦克驾驶员看不到方向。

    (1)激光对视网膜伤害的规律:

    a.不同波长的激光对视网膜的伤害阈值*不同。一般讲500~550nm的激光(如几倍频率的钕激光)对视网膜的伤害最为严重(伤害阈值最低);而400~900nm以外的激光对视网膜的伤害阈值则较高。

    b.不同暴露时间的激光,视网膜伤害阈值不同。暴露时间100~400ms左右有一个临界点、暴露时间大于这个临界点,视网膜伤害阈值大体上趋于一个常数。暴露时间短于这个临界点,视网膜伤害阈值随暴露时间的缩短而增大。这个临界点仍是视网膜的热平衡点。当暴露时间短于这个临界点时,阈值强度的激光在视网膜上热作用具有积累效应;当暴露时间长于这个临界点,热积累效应被视网膜的热扩散作用所抵消。

    c.对于重复频率脉冲激光的伤害作用,目前只有少量的文献个脉冲的平均能量计算)比单个脉冲的激光为低。但是,当重复频率脉冲激光的二个脉冲之间的间隔时间大于上述临界点(100~400ms)时,那么重复频率脉冲的损害阈值就基本上与单个脉冲激光相似。这主要是由于当二个脉冲的间隔时间超过视网膜的热平衡点时,二个脉冲间热效应的积累,被视网膜的热扩散所抵销,因此不能产生累计效应。

    d.视网膜黄斑部分(视觉最敏锐的部分)的激光伤害阈值较黄斑外区域为低(亦即较为敏感)。

    e.当暴露时间大于临界点时(大于100~400ms),以能量密度或功率密度激光视网膜伤害阈值随视网膜视像(它与光斑大小成比例)的扩大而有缩小的趋势。这是由于当视像直径增大时,视网膜的热平衡过程有一定程度的变化所致。倘若暴露的时间小于临界点,视网膜视像大小对于以功率密度或能量密度来计算的视网膜伤害阈值的影响就不大。

    以上这些规律,对于激光防护用品的设计有重要的参考意义。

    (2)激光对眼的其它损伤

    激光除了可以造成视网膜伤害外,还可以造成眼角膜、晶状体和虹膜伤害。红外激光在这一方面具有较大的效应。人眼角膜对1400nm以上的红外光谱吸收率较高,晶状体则对100nm以上的红外光吸收率较高。所以红外光对它们具有较大的伤害效应。紫外激光的角膜伤害阈值处于0.005~0.7J/cm2之间。近年有人认为,角膜对265~275nm的紫外光最敏感。较强的紫外激光,除造成角膜伤害外,还可以引起白内障。

    (3)激光对眼辐射的限值

    激光对眼损伤的阈值(半数效量(ED50))是指有50%概率发生、急性程度刚刚可以见到的损伤所需要的照射剂量。

    激光对眼的辐射限值EL是指人眼接受该剂量水平照射不致引起有害的作用的照射剂量。EL只是在计算控制照射量时参考,并非是安全与损伤水准的天然分界线。EL值因激光的波长、发射方式、脉冲宽度等而异。EL数值是ED50(激光对眼的急性损伤阈值)与安全系数(5~20)的乘积,其单位以辐照量(J/cm2)或辐照度(W/cm2)表示(即以角膜入射能量(功率)密度为单位表示)。

    a.光束直射眼安全值

    光束直射眼或经镜面反射后射入眼内,由于光束平行性好,视网膜成像小,能量(功率)密度高,因而危害较漫反射激光大,一般可见光波段的长脉冲激光照射眼的安全标准(EL)在10~5J/cm2水平,Q开关可见光波段脉冲激光照射的EL值为10-7J/cm2水平,近红外激光的EL值比可见激光高,Q开关脉冲照射的EL值在10-6J/cm2水平。远红外激光及紫外激光的安全值下限分别为0.1W/cm2及110mW/cm2。

    b.扩展源激光照射眼的安全限值

    一些常用激光的EL值中,可见波段激光的EL低于红外波段的EL值,Q开关激光的EL值低于长脉冲激光的EL值。

    关于激光的防护措施,除了对激光发生装置采取锁、遥控、工作区屏蔽或封闭等方法外,必须采取个人防护装置,如防护眼镜,防护眼罩或固定的滤光装置等。


发布人:泰玛斯TENMARS 发布时间:2010年3月2日 已被浏览 4860 次 〖 打印本文
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