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Laser Safety 激光安全

激光对人体危害机理介绍

文/刘喜强，激光安全专家/TÜV 莱茵技术（上海）有限公司副总经理

众 所周知，激光辐射对人体有多种危害，那么不 激光对眼睛的危害及限值
同波长、不同功率、不同光束特性的激光会对
人眼是一种复杂的光学器件，不同的组织对不同波长
人体产生什么样的危害呢？激光安全等级的限 的激光吸收特性不同，危害的程度与辐射功率大小、瞳孔
值是如何确定的呢？ 大小、观看距离等都有关系。由于眼睛能将可见光和近红
激光辐射对人体组织的危害机理包括热危害、热声瞬 外光透射并汇聚在视网膜上，因此这两种光对眼睛的危害
变和光化学危害以及非线性效应。激光危害是一个复杂的 程度会显著增大。接下来，我们通过表 3 来了解决定激光
过程，通常是一种或者几种危害的共同作用。危害的部位 对眼睛危害的关键参数。
和程度取决于激光辐射的参数，其中最重要的参数有波长、 根据以上眼睛的特性，结合眼睛组织对激光的耐受程
脉宽、聚焦尺寸、辐照剂量和辐射时间。激光对人体的危 度，国际电工委员会（IEC）确定了不同等级激光器的可
害汇总如表 1 所示。
表1：激光对人体的危害汇总
热危害 光化学危害 非线性效应
波长 所有波长 选择吸收特定波长 所有波长

照射时间 照射时间越长，危害越大； 照射时间越长，危害越大； 照射时间越长，危害越大；照射时间为
照射时间为毫秒至数秒时，为热效应 照射时间超过10s时，为光化学效应 纳秒和亚纳秒时，主要是热声瞬变效应
和非线性效应
光斑大小 眼睛：聚焦尺寸越小，危害越大； 眼睛：聚焦尺寸越小，危害越大； 眼睛：聚焦尺寸越小，危害越大；
皮肤：面积越大，危害越大 皮肤：面积越大，危害越大 皮肤：面积越大，危害越大
辐射剂量 辐射剂量越强，危害程度越高 辐射剂量越强，危害程度越高 辐射剂量越强，危害程度越高

危害机理 人体组织吸收激光辐射能量，增加分 特定人体组织吸收低剂量的激光能 高峰值功率短脉冲能在瞬间使温度上
子的振动而产生热量。过多的热量导 量，产生特殊化学反应 升，致使组织细胞由液态变为汽态。因
致蛋白质变性，继而引起组织损伤 为相变极快，可使组织爆裂，细胞崩
解，由此产生的压力瞬变在照射中心的
外周产生环状的爆破带
危害特点 长脉冲或连续激光加热照射区域，并 中等剂量的紫外或短波长激光长时间 破坏程度严重，不仅照射区域受损，而
导致热危害面积以照射区域为中心逐 或高频率照射，会引起光化学反应 且会影响周围组织
渐扩大；短脉冲高峰值功率激光导致
细胞崩解，组织爆裂损伤

典型危害照片 视网膜灼伤 白内障 角膜灼伤

28 Jul/ Aug 2017 www.laserfocusworld.com.cn Laser Focus World China 激光世界