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激光防护

使用激光需要注意眼睛

星之球科技来源:北京博奥嘉华2013-04-12我要评论(0)

以氦氖激光(Helium-neonlaser)为例,放电及碰撞使其中的游离电子、氦原子与氖原子获得能量,因而都成为电磁辐射的来源,其中一部份是可以放大的激光辐射,输出后成为激...

  以氦氖激光(Helium-neonlaser)为例,放电及碰撞使其中的游离电子、氦原子与氖原子获得能量,因而都成为电磁辐射的来源,其中一部份是可以放大的激光辐射,输出后成为激光;其余则称为附加辐射(Collateralradiation)。

  激光光的高强度,使它与生体组织产生极剧烈的光化学(Photochemical)、光热(Photothermal)、光动力(Photodynamic)、光剥离(Photodisruption)、光波电磁场等交互作用,而造成严重的伤害。周围的器材,尤其是可燃、可爆物,也会因而引起灾害。高度同调性造成的干涉,使相长干涉(Constructiveinterference)处的光更强,因此会导致更高的危害。

  人眼的角膜(Cornea)与结膜(Conjunctiva)没有受到如一般皮肤角质层的保护,最容易受到光束及其他环境因素的侵袭。激光光的强度很高,以致眼睑的反射动作产生保护作用之前,就造成伤害了。

  眼睛所受的伤害与波长有关:可见光(Visiblelight)与红外线(Infrared)中的IR-A影响视网膜;紫外线(Ultraviolet)中的UV-B、UV-C及红外线的IR-B、IR-C影响角膜);可见光和短波红外线(Near infrared;IR-A)会穿过清澈的眼中物质,而被视网膜吸收,所以若光束太强,就会伤害视网膜。激光光的高准直性(Collimation),使光线能会聚于一个很小的点,在视网膜上约为10至20μm(比头发还细)。因此,400nm到1400nm之间的激光,对视网膜具有特别高的危险性,这个波段称为视网膜危险区(Retinalhazardregion)。

  由于热流和震波(Shock wave)的影响,环绕成像区的组织也可能受损,而对视觉功能造成更严重的后果。因为视网膜神经组织的修复能力甚低,这种伤害一般而言都是永久性的。

  视网膜危险区之外的电磁波,包括紫外线和长波红外线(Farinfrared),则可能使眼睛的前方部分受伤。有些波段会伤害水晶体(Lens),295nm至320nm以及1μm至2μm的辐射尤其严重。波段相当广的紫外线,以及波长大于1400nm的红外线,可能伤害角膜。只伤及角膜表皮时,一两天内就能修复,而使视力完全恢复。如果角膜的较深层部位发生显著伤害,会造成角膜瘢痕(Cornealscar),而导致永久失明。

  红外线的组织穿透深度(Penetration depth)方面,1,440nm(如某些半导体激光)、1,540nm(如铒-玻璃激光)、2,100nm(如钬-雅克激光)均大于10,600nm(二氧化碳激光),所以前三者造成永久性伤害的危险性比较高[1]。308nm的氯化氙(XeCl)激光束,会使水晶体立即产生白内障(Cataract),所以还具有额外的危险性。氩离子(Argon)、氪离子(Krypton)、KTP倍频(Double frequency)、铜蒸汽(Copper vapor)、金蒸汽(Gold vapor)、氦氖(Heliun-Neon)、钕-雅克(Nd:YAG)等激光,对于视网膜都具有潜在危险性。铒-雅克(Er:YAG)、铒-氟化钇锂(Er:YLF)、钬-雅克(Ho:YAG)、氟化氢(HF)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)等激光,则对角膜有危险性。

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