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激光辐射对人眼的危害
      [2009-11-9]
                                                   激光辐射对人眼的危害
 
  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104~105;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。
不同波长激光眼损伤部位
波长分区 波长范围(nm) 主要损伤部位
紫外激光 180-400 角膜、晶状体
可见激光 400-700 视网膜、脉络膜
近红外激光 700-1400 视网膜、脉络膜、晶状体
中、远红外激光 1400-106 角膜
 
眼底对几种激光的有效吸收率
激光器
 波长(nm)  吸收率(%)  介质透过率(%) 有效吸收率(%)
钕激光  1064  12 42 5.04
红宝石 694.4 56 96  53.7
氩离子  488-514 70 80 56
倍频Nd:YAG  532 74 88 65
 
包括视网膜色素上皮和脉络膜的吸收
激光损伤事故的主要症状
  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。
激光眼事故损伤照射统计
激光器
 发射方式 波长(nm) 受伤人数 损伤眼次
Nd:YAG 超短脉冲 1064 1 1
Nd:YAG 巨脉冲  1064 23 24
Nd:YAP 巨脉冲 1064 1 1
红宝石  长脉冲 694.4 11 12
染料 巨脉冲 560~590 3 3
Ar+ 连续  488~514.5 1 1
He-Cd 连续 441.6 1 1
不详 不详 不详 4 4
合计     45 47
数据摘自《激光辐射伤医学防护》
 
原因与教训
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
  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。
典型脉冲激光器危害类别
波长范围 激光器 脉宽 1类 2类 4类
180~400nm  四倍频Nd:YAG ns 58.0uJ ≤10J/cm2 >10J/cm2
400~700nm
 倍频 Nd:YAG ns ≤0.2uJ >0.2uJ  >85mJ/cm2
        ≤85mJ/cm2  
  红宝石
 ms ≤0.4uJ >0.4uJ >3.1J/cm2
        ≤3.1/cm2  
  染料可调谐 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
 
几种典型激光源人眼防护所要求的最低光密度值
激光器 发射方式 输出功率/能量 照射限值 光密度
倍频Nd:YAG 巨脉冲 100 mJ 5.0×107J/cm2 6.0
Cu 蒸气 连续 5 W 1.8×10-3W/cm2 4.1
Ar+ 连续 5 W 1.8×10-3W/cm2 4.1
  连续 50 mW 1.8×10-3W/cm2 2.1
Nd:YAG 连续 80 mW 9.6×10-3W/cm2 4.6
  长脉冲 400 mJ 5.0×10-6J/cm2 5.6
  巨脉冲 100 mJ 5.0×10-6J/cm2 5.0
CO2 连续 80 W 5.6×10-1W/cm2 2.9
 
激光防护镜的选择
  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。
  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105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。
 
 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
   
  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:
1、 最大辐照量Hmax(J/m2)或最大辐照度Emax(W/m2);
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Dmin;
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。
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