眾所周知，激光產(chǎn)品對人眼會產(chǎn)生危害，那么具體這個危害是怎么體現(xiàn)的呢？

今天中為檢驗小編就詳細(xì)為大家解釋激光對人眼的危害是怎么產(chǎn)生的。

在下圖D.1中，簡要敘述了眼的解剖。眼特別適合于接收和傳導(dǎo)光輻射。因過量照射引起的有關(guān)病理學(xué)改變概括于表 D.1中，熱相互作用機(jī)理顯示于圖 D.2 中。紫外和遠(yuǎn)紅外激光輻射致使角膜損傷，然而可見光與近紅外輻射將被透射到視網(wǎng)膜上引起損傷。

可見光和近紅外激光對眼的損傷是特殊的，因為眼球能有效地透射光輻射，這一特性使得色素含量較多的組織受到較強(qiáng)的輻照。從角膜到視網(wǎng)膜，輻照度的增加近似等于瞳孔面積與其在視網(wǎng)膜的像面積之比。

輻照度增大是因為進(jìn)入瞳孔的光在視網(wǎng)膜上被聚焦成一個“點”。瞳孔是一個可變的孔徑，對年輕人的眼睛而言，其直徑最大可擴(kuò)張至7 mm，對應(yīng)于這樣一個瞳孔的視網(wǎng)膜影像，直徑可在 10μm~20μm之間。考慮到眼內(nèi)散射和角膜像差，從角膜到視網(wǎng)膜輻照度的增加有2×10?量級。

表 D.1 過量光照的病理效應(yīng)一覽表

根據(jù)GB 7247.1標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，認(rèn)為7mm的瞳孔是限制孔徑，因為該值是一種最壞的條件下，并且是對年輕人最壞情況下的瞳孔直徑進(jìn)行測量而得到的。對7 mm瞳孔假設(shè)的一個例外是，當(dāng)連續(xù)觀看可見光(400 nm~700 nmì激業(yè)源超過10s時，計算不致引起來照性視網(wǎng)膜炎的照射限值。在這種情況下，假設(shè) 3mm 的瞳孔是最壞條件；不過，由于瞳孔在空間的生理性運動，用于平均輻照度測量的7 mm孔徑仍被認(rèn)為是合理的。因此，持續(xù)時間大于 10 s的AEL 仍然用7 mm的孔徑導(dǎo)出。

如果一束強(qiáng)激光聚焦到視網(wǎng)膜上，僅有一小部分光(不超過5%)被視桿和視錐中的視色素所吸收。而絕大部分光將被色素上皮中的黑色素所吸收(在黃斑區(qū)，波長為400 nm~500 nm 范圍內(nèi)的部分能量將被黃色的黃斑色素吸收)。被吸收的能量會導(dǎo)致局部發(fā)熱，并灼傷色素上皮和相鄰的光敏視桿和視錐。這種燒傷或損傷可能導(dǎo)致視力喪失。光化學(xué)損傷，盡管是非熱的，但也發(fā)生在色素上皮層。

這種視力的喪失是否是永久性的，取決于照射的強(qiáng)度。通常僅當(dāng)黃斑中心或中央凹損傷時，受照人員才會自我感覺到視力減退。

中央凹是黃斑中心的一個小凹陷，是視網(wǎng)膜最重要的部分，是視覺最敏銳區(qū)。中央凹是視網(wǎng)膜用來“辨別物體真相”的部分。中央凹所對的視角大約相當(dāng)于月亮的張角。倘若此區(qū)受損傷，視力減退最初表現(xiàn)為一個模糊的白斑遮蔽視覺中心區(qū)，但在兩周內(nèi)或更長的時間，白斑會變?yōu)楹诎摺?/span>

最后，患者可能在正常視覺中不會再察覺到這個盲點(暗點)。然而，當(dāng)在注視像一張空白紙樣的視場時，盲點立刻就會顯露出來。視網(wǎng)膜周邊損傷只有在視網(wǎng)膜被整體破壞時，病人才會主觀感覺到。小的周邊損傷往往會被忽視，甚至在系統(tǒng)的眼科檢查中也未必會發(fā)現(xiàn)。

在400 nm~1 400 nm 波長范圍內(nèi)，最大的危害是視網(wǎng)膜損傷。角膜，房水，晶狀體和玻璃體對這些波長的輻射是透明的。對于良好的平行光束，由于其視網(wǎng)膜像被假定是直徑10μm~20μm的衍射極限光斑，故其危害實際上與輻射源和眼之間的距離無關(guān)。在這種情況下，假定達(dá)到熱平衡，則視網(wǎng)膜危害區(qū)域取決于最小對向角αmin，它通常對應(yīng)大約25μm直徑的視網(wǎng)膜圓斑。

對于擴(kuò)展源，其危害隨光源和眼之間的觀察距離而變化，因為視網(wǎng)膜的瞬時輻照度只依賴于該光源的輻射亮度及眼球晶狀體的特性，較大視網(wǎng)膜像的能量熱擴(kuò)散效率較低，導(dǎo)致視網(wǎng)膜熱損傷依賴于光斑大小，而光化學(xué)損傷(僅在400 nm~600 nm 光譜區(qū)占支配地位)不存在這種依賴性。此外，對于連續(xù)波激光照射，眼睛運動進(jìn)一步擴(kuò)散了吸收的能量，導(dǎo)致對不同的視網(wǎng)膜圖像尺寸有著不同的風(fēng)險依賴性。

在推導(dǎo)視網(wǎng)膜危害區(qū)域的眼照射極限值時，眼運動的修正因子僅適用于觀察持續(xù)時間大于 10 s的情況。雖然在0.1s~10s的時間范圍內(nèi)，被稱為眼跳(眼急動)的生理性眼運動確實擴(kuò)散了視網(wǎng)膜最小像(0.25 μm或更小)內(nèi)吸收的能量，但眼照射限值對這一觀察條件提供了一個期望的附加安全因子。照射時間為0.25s時，視網(wǎng)膜上受照圓斑平均約為50μm。照射時間為 10s時，視網(wǎng)膜上受照區(qū)域約為75μm，并且相對固定的眼睛，在考慮到光斑大小依賴性時，最小像條件下的附加安全因子變?yōu)?1.7。當(dāng)照射時間為100s時，受照區(qū)域(在50%點測量)很難小到 135μm，導(dǎo)致最小像條件的附加安全因子為2~3 或更大。

來自眼動研究和視網(wǎng)膜熱傷害研究的數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，推導(dǎo)出觀察時間 T? 的轉(zhuǎn)效點，在這點上，眼動補(bǔ)償了在眼睛固定不動時，由于視網(wǎng)膜照射持續(xù)時間增加而增加的熱傷害的理論風(fēng)險。因為以進(jìn)入眼內(nèi)的熱損傷閾值(用輻射功率表示)隨著照射持續(xù)時間t的增加而降低到一0.25次方(即持續(xù)時間每增加10倍，損傷閾值僅減少44%)，對于更長觀看時間造成的風(fēng)險增加，只要適度增加受照視網(wǎng)膜區(qū)域就可以進(jìn)行補(bǔ)償。隨著觀看時間增加，眼運動加大，引起視網(wǎng)膜受照區(qū)域增加，對于較大的擴(kuò)展源，需要用更長的時間補(bǔ)償熱擴(kuò)散減少的影響。這樣，隨著對向角α的增大，轉(zhuǎn)效點 T? 從 10 s(對小光源)增加到100s(對大光源)。

超過100s.對于小的和中等大小的像，熱損傷的風(fēng)險不再增加。照射限值和測量條件的規(guī)定，力求根據(jù)這些變量進(jìn)行簡化處理，從而得到關(guān)于風(fēng)險的保守確定。依據(jù)保守假設(shè)：視網(wǎng)膜像在大約25 μm~1m m(相當(dāng)于角度為1.5 mrad~59 mrad)之間時,視網(wǎng)膜熱損傷閾值與視網(wǎng)膜像(穩(wěn)定的)的大小成反比，超過 1.7mm(相當(dāng)角度大于100 mrad)，與光斑大小無關(guān)。

對于穩(wěn)定的像，光化學(xué)引起的視網(wǎng)膜損傷與光斑尺寸無關(guān)。與熱損傷的機(jī)理不同，光化學(xué)損傷的閾值具有很強(qiáng)的波長依賴性和照射劑量依賴性，即，隨著照射持續(xù)時間的增加，閾值反而減小。對向角為1 mrad~1.5 mrad的焊弧引起的光化學(xué)損傷研究顯示,其典型損害尺寸為 185μm~200 μm(相當(dāng)于11 mrad~12 mrad視角)，這清楚地顯示了在注視期間眼動的影響。從這些和其他注視期間眼動的研究，求解出防止視網(wǎng)膜光化學(xué)損傷的MPEs。這些研究也導(dǎo)致照射持續(xù)時間為10 s~100 s的MPE輻照度被規(guī)定為在 11 mrad區(qū)域上的平均值。因此，張角α小于11 mrad的光源被等同視為“點狀”光源，并且α??的概念被擴(kuò)展到連續(xù)波激光器觀看。這個方法并不嚴(yán)格正確，因為一個11 mrad光源的輻照度測量并不等同于在11 mrad視場(γ)上平均的輻照度，除非光源屬平頂(“頂帽”)輻射度分布。

因此，GB 7247.1標(biāo)準(zhǔn)中，在光源對向角和光化學(xué) MPE 值的輻照度平均之間做了區(qū)別。當(dāng)觀察時間超過約30s~60 s時，在注視期間急促的眼運動一般由視覺作業(yè)確定的行為運動所支配，完全沒有理由假設(shè)光源完全成像于中央凹上的持續(xù)時間大于100s。由于這個原因，接收角γρρ隨著t的平方根線性增加。對所有照射持續(xù)時間，最小對向角amia合理地保持在視網(wǎng)膜熱危害評價時所用的1.5 mrad參考角上。但是，對于視網(wǎng)膜光化學(xué)危害的評估，概念實際上是不同的，因為角γ??是測量輻照度的接收角的線性角，重要的是，僅適用于大于約1 1 mrad的擴(kuò)展源。

觀察距離。對于“點型”的發(fā)散激光束光源，其危害隨著激光束束腰與眼睛的距離的減少而增加。原因是，隨著距離減小，其收集的功率增加，對于真實的激光光源，距離下降到100mm那樣近時(由于眼的調(diào)節(jié)能力)視網(wǎng)膜上像的尺寸可假設(shè)保持在接近衍射極限的量級。最大危害出現(xiàn)在最短調(diào)節(jié)距離上。隨著距離的進(jìn)一步減小，對裸眼的危害也減少，這是由于視網(wǎng)膜像的迅速變大導(dǎo)致輻照度相應(yīng)減小，即使有可能收集到更大的功率也是如此。為了模擬借助雙目鏡或望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)直激光束進(jìn)行光學(xué)輔助觀看時的風(fēng)險，根據(jù)獲得清楚觀看的最近距離，使用50mm孔徑的最近觀看距離設(shè)定為2m處。

對在GB 7247.1標(biāo)準(zhǔn)來說，在400 nm~1 400 nm范圍內(nèi)的所有波長上，人眼調(diào)節(jié)的最短距離定為100mm。選擇這樣一個折衷方案是因為除年輕人和極少近視眼之外，其他人員不能把眼調(diào)節(jié)到100mm以下的距離上。這個距離可以用于光束內(nèi)視情況下的輻照度測量(見表11)。

對于小于400nm或大于1400nm的波長.最大的危害是對晶狀體或角膜的損傷。根據(jù)波長，光輻射或被角膜或被晶狀體優(yōu)先或者完全吸收(見表D.1)。對于這些波長的發(fā)散光束光源(擴(kuò)展或點型)，光源和眼之間的距離應(yīng)該避免過短。

在1500 nm~2600 nm的波長范圍內(nèi)，激光輻射可透入房水。加熱效應(yīng)因此會擴(kuò)散到眼睛的更大體積內(nèi)，因而對于小于10 s的照射MPEs升高。當(dāng)脈沖寬度很短，且波長在吸收體積最大的1 500 nm到1800nm范圍內(nèi)時，MPEs升高最明顯。當(dāng)時間長于10s時，熱傳導(dǎo)使熱能量重新分布，因而透射深度的作用不再明顯。

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