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貨真價實 坦誠無欺
新聞資訊

尼康顯微鏡:激光對人體的傷害

2013-10-16  發布者:admin 

當激光器首先開始出現在實驗室中,無論是器件及其應用是如此專業,安全的激光手術是一個非常有限的一組研究人員和工程師所麵臨的一個問題,是不是普遍關心的一個主題。在日常活動中的應用,激光器的急劇增長,以及他們的日常使用科學實驗室和工業環境中,越來越多的研究者必須麵對的激光安全問題。激光器已經成為不可或缺的組成部分,目前許多光學顯微鏡技術,並結合複雜的光學係統時,它們可以構成重大危險,如果沒有嚴格遵循安全程序。

laser safety figure1

激光手術安全的兩大問題暴露梁和相關的電氣危險與激光和電源內的高電壓。雖然沒有已知的激光束,導致一個人的死亡案件,已經有幾個實例,與高壓激光相關的組件應占死亡。足夠高的功率的光束,可以灼傷皮膚,或在某些情況下,建立一個其他材料通過燃燒或損壞的危險,但是關於激光束的主要關注是潛在的對眼睛的傷害,這是最敏感的身體的一部分點亮。一些政府機構和其他組織開發的激光安全標準,其中一些具有法律效力,而另一些則隻是自願遵守的建議。大多數法律規定的標準,涉及到的激光設備製造商,雖然在最終用戶的激光安全運行的最大利益 - 個人預防致殘性傷害,甚至死亡。

傷害眼睛能瞬間發生,必須提前采取預防措施,以盡量減少風險,因為避免在最後時刻的可能性也不大。激光發射是類似的直接的陽光照射的光到達眼睛的平行光線,這是非常有效地聚焦在視網膜上,眼睛的後表麵上,感測的光。在圖1中示出了人眼的一般解剖,重點上的結構,很可能被損壞的吸收強烈的輻射。潛在危害眼睛取決於激光波長,光束強度,遠離激光和激光功率在很長的時間間隔(平均功率和峰值功率脈衝產生)。是顯著的,因為隻有約400至1400納米的波長範圍內的光可以穿透到足以損害眼睛視網膜的激光輻射的波長。一定波長的近紫外光的眼睛附近的表麵損傷層,可促進白內障的形成在鏡頭,尤其是年輕人士,其眼部組織在這個波長範圍內有更大的透明度。在近紅外光可以產生表麵損傷以及,雖然在一個較高的損傷閾值比紫外線。

中的人眼的物理反應是不同的不同波長的光,這有一個軸承上的潛在可能發生的損害,下麵將要討論的有以下幾個原因。脈衝激光呈現出不同的危險比那些生產連續梁。在實踐中,是一般高功率激光器在脈衝模式操作,一個單一的微秒脈衝足夠的權力,可能會造成永久性的損害,如果進入眼睛,而低功率連續梁可能隻造成危害,長期接觸。最令人關注的頻譜區域構成視網膜的危險區域,從約400納米(紫色)延伸至1400納米(近紅外),包括整個電磁輻射光譜的可見部分。提出的這些波長的危險被放大由於這樣的事實,眼部的重點是可能的,在此範圍內由眼睛聚焦在視網膜上的一個非常小的點上,以高密度集中電源準直的光。

 

激光器的分類

 

政府組織和其他機構開發的許多激光安全標準,最經常依靠在美國是美國國家標準協會的Z136係列。ANSI Z136激光安全標準,職業安全與健康管理局(OSHA)技術規則,用於評估激光危害問題的基礎,也參考許多國家的職業安全使用激光的有關規則。自1976年以來,在美國銷售的所有激光產品須符合指定的產品安全標準,其指定的分類,由製造商證明,他們必須標示為自己的類。累計陽光等光源的危害的認識與研究成果相結合,導致估計名義安全大多數類型的激光輻射暴露限值的建立。激光危險類別,根據已知的最大允許暴露和經驗,從多年使用激光係統已經開發出來,簡化了應用程序的安全程序,以減少或防止事故的發生。激光製造商需要證明激光產品屬於成一個類別,或者風險等級,並相應標簽。四個主激光的類別總結在下麵的列表。必須強調的是,這是一個簡短的摘要,並非旨在提供完整的陳述的任何機構的激光分類法規。

  • I類的激光器被認為是安全的,根據當前的知識,根據設計的產品中固有的任何曝光條件。低功率器件在可見光波段(0.4毫瓦),使用此類激光器包括激光打印機,CD播放器和測量設備,他們不允許發出光輻射水平超過接觸限值的眼睛。一個更危險的激光可能被納入一類產品的外殼內,但無有害輻射,被允許使用或維修過程中逃脫(這並不一定適用於服務期間)。被指定為這個等級的激光的使用沒有安全要求。

  • IA類是一個特殊的指定,不打算進行查看,如激光掃描儀超市激光器。允許更高的功率比I級激光器(不超過4毫瓦),但不得超過I類限製發射持續時間超過1000秒。

  • 第二類是低功耗的激光器,必須發出一個可見的光束。光束的亮度依賴,防止盯著成束足夠長的時期,造成眼睛損傷。這些激光器被限製到一個輻射功率小於1毫瓦,這是低於最大允許值瞬間曝光0.25秒或更少。自然的厭惡反應可見光亮度,以保護眼睛免受損壞,但任何故意長時間觀看可能會導致損壞。激光這一類的一些例子示範激光器在課堂上使用,激光指針和測距設備。

  • IIIA級激光器是連續波中間功率(1-5毫瓦)設備為II類激光器,包括激光掃描儀和指針,類似的應用。它們被認為是安全的瞬間觀看(小於0.25秒),但不應該被視為直接光束內,或與任何種類的放大光學係統。

  • IIIB級激光器是中等功率(連續波5-500毫瓦,脈衝設備每平方厘米10焦耳),是不是安全直接觀看或鏡麵反射觀看。具體的安全措施,建議在控製這種激光類危害的標準。作為該激光類型的應用程序,是光譜學,激光共聚焦顯微鏡,和娛樂之光的顯示。

  • IV類激光器發射出高功率,超過IIIB級設備的限製,並需要嚴格的控製,以消除在使用的危害。從這些激光器直接光束和漫反射對眼睛和皮膚的損害,是潛在的火災隱患,取決於他們罷工的材料。大多數激光眼外傷涉及IV級激光的反射,因此所有反射麵必須遠離光束,這些激光器工作時,在任何時候都穿著適當的保護眼睛。這一類的激光手術,切割,打孔,微加工和焊接采用。

雖然ANSI Z136目前激光器分類為第I類至IV類,一種新的激光危害分類計劃將最有可能被納入到下一版本的ANSI標準,在嚐試提供更多的協調與所承認的國際標準,如國際電工委員會(IEC),和那些已經通過美國食品和藥物管理局。標準的變化主要是一個激光指針和類似設備可能被用於個人誰是不熟悉的激光安全預防措施,如激光二極管的高發散源的特殊性質的擴散反應。變化的影響都比較小,一般繼續放寬規定已經發生早期非常保守的標準是在20世紀70年代以來積累的數據和經驗。

laser safety figure2

新的分類計劃保留四大類激光,1至4,但要求不太嚴格的等級1,2,3,每個特殊子類別:1M,2M,3R引入寬鬆的版本。總之,新的類別,可以大致描述如下:1M級激光器是不能夠造成眼睛的傷害,除了查看時,用光學儀器。2M類適用於到激光器發出可見光,這是安全的觀看,光學儀器未就業,長達0.25秒。在那段時間內,明亮的光線自然的厭惡反應,加上眨眼反射,保護眼睛視網膜損傷。3R類包括激光器輕微直接觀看安全,都不允許有輸出功率可達五倍,1級或2級激光器。應采取的額外措施,以防止眼睛直接進入,尤其是看不見的波長。

眼睛的危害

值得注意的是,對於大多數種類的激光是一種常見的警告,以避免與任何光學放大裝置的光束。一個主要的危險,從這一事實,眼睛本身是一個高度精確和有效的聚焦光學裝置,用於在一定的波長範圍內的光所構成激光器的結果對人的眼睛。利用激光與光學顯微鏡隻增加的潛在傷害眼睛。這是常見的光學實驗室包含許多激光器,作為組件完全集成的係統,如熒光顯微鏡,光學平台開放作為光源。這些“開放”激光器的主要危險是潛在的對眼睛的傷害在台麵高度雜散水平橫梁,反射的光束平麵表,光學元件和外部反射表麵的反射,如皮帶扣,手表珠寶,並在房間的任何反射表麵。即使分裂秒的曝光,一個小的激光束反射部分可能是足夠的視力造成永久性的傷害和損失。

激光發射造成傷害眼睛的不同結構的潛力,取決於該結構的吸收電子束能量。的吸收特性不同的眼組織的激光的波長和強度,確定是否發生損壞的角膜,晶狀體,視網膜。在後方的眼球表麵,滲透到視網膜的波長是由總的傳輸特性的眼睛。圖2示出在相關的光譜範圍內的輻射的波長的函數的眼睛傳輸。眼睛的角膜,晶狀體和玻璃體液傳輸約400至1400納米的波長範圍內的電磁輻射,稱為眼的聚焦範圍在此範圍內的光線聚焦到視網膜上,產生信號發送到大腦的視神經感官表麵。直接觀看的一個點光源的光,這是有效期間創建的一個高度準直的激光束的光束內視的情況,產生一個非常小的焦點在視網膜上,從而大大增加的功率密度和高的損壞機率。危險是在某些方麵直接觀看太陽類似,但潛在的強度甚至更高的激光器。

輕鬆一個高度準直的光束,這是眼睛的瞳孔的麵積之比的視網膜(聚焦)的圖像區域,人眼光學增益是上十萬的順序。這對應於五個數量級輻照度增加角膜表麵到視網膜。良好的校正的眼睛允許透鏡角膜係統的像差,衍射虹膜,能夠聚焦在視網膜上的20微米的斑點。這種效率的眼睛的意義是,即使是低功率的激光束,如果觸目,可以聚焦在視網膜上,並迅速燒了一個洞,在組織永久損壞負責視覺神經。看似低的額定功率的激光器可以是非常令人誤解的能量集中到這個程度時,可能引起的損壞。1毫瓦光束的激光束的情況下,直接進入眼(光束內視),每平方厘米100瓦的順序產生的視網膜照度值。相比較而言,直接觀看太陽產生的輻照度在約10瓦特每平方厘米的視網膜。

圖3示出了一個擴展光源聚焦在眼的影響,如常規的磨砂玻璃燈,在高度準直的激光束,其中有一個點光源的有效性能的比較由於源的性質的差異,在視網膜上的功率密度可以比標準的100瓦燈泡1毫瓦的激光聚焦的100萬次。假設一個完美的高斯光束,直接進入一個無像差的眼睛,衍射極限的光點大小為2微米的直徑在視網膜上是可能的,而到幾百微米的擴展光源的聚焦點。相應的輻照度(功率密度)的值在視網膜上,如圖3所示,約10×(E8),10×(E2)瓦特每平方米。

它可能會被認為在視網膜上測量甚至20微米,燒點不會是視力具有重要意義,因為視網膜中含有數以百萬計的視錐細胞。實際視網膜損傷,然而,通常是大於由於第二個隔熱和隔音效果的主要聚焦點,並依靠位置,即使一個非常小的視網膜損傷,可以顯著地損壞視力。在最壞情況下的曝光,與眼睛放鬆(聚焦在無窮遠),進入眼內直接或從鏡麵反射的激光束,光束被聚焦至其最小光斑尺寸在視網膜上。如果發生損壞視神經進入眼球的地方,其結果是可能是視力完全喪失。視網膜灼傷是最有可能發生在該地區的中心視力,黃斑,尺寸約2.0毫米的水平,垂直0.8毫米。中央的黃斑區域,稱為中央凹,是直徑隻有約150微米,並提供了詳細的高敏銳視力和色覺。這個微小的區域以外區域的視網膜感知光線和檢測運動,構成周邊視力,但不利於具體的構想。因此,損壞凹,,即使結構包括視網膜麵積隻有3%到4%,可導致精視力瞬時虧損。

laser safety figure3

通過外眼構造,到達視網膜的波長的波段包括整個可見光譜的藍色(400納米),紅色(700納米),和700到1400納米的近紅外範圍內(IR-A 因為視網膜是不可見光譜以外的輻射響應,沒有感覺的查詢結果的眼睛時,接觸到近紅外波長,從而在一個更大的激光在此發射範圍的危險。雖然是不可見的,但束聚焦在視網膜上。如前所述,由於眼睛的聚焦效率,相對少量的激光輻射可以破壞視網膜,和在某些情況下導致視力嚴重後果。集中在眼睛時,可發射高強度的脈衝激光能引起爆炸性出血,並損害可以延長相當的距離聚焦區域。視網膜損傷不愈合,通常是無法修複的。

在另一隻眼睛成分的吸收,主要是角膜和晶狀體,負責限製暴露的視網膜眼焦點的波長範圍內,這也可以被認為視網膜危險區域在吸收過程中,吸收結構變得受破壞自己。隻有組織吸收的輻射,和周圍組織,都受到損傷和急性損傷導致暴露於激光輻射400至1400納米的波長範圍以外的大多數情況下,沒有長久的影響。角膜的行為同樣在皮膚上,它不斷進行補貨,疤痕可能對視力有一定的影響,隻有相當嚴重的損害結果。大部分的損傷的角膜的查詢結果從激光輻射的遠紅外線和紫外線光譜區域。

因為高程度的聚焦發生眼內,暴露於相對較弱的相幹激光束可能會導致永久性的,瞬時損壞。因此,當被利用強大的激光,甚至百分之幾的鏡麵反射(即保持光束的一致性),為幾分之一秒內,能夠造成眼睛傷害。與此相反,當激光束的散射,反射的粗糙表麵,或什至從空氣中的塵埃,漫反射在更大範圍內的角度進入眼睛。分散在較大麵積上的電子束能量,反射具有擴展光源的特性,並在視網膜上產生一個大的圖像,而一個點光源所產生的(參見圖3)的集中關注。擴散的光束以這種方式降低眼損傷的可能性,不僅通過增加源的大小,並降低功率密度,但通過破壞光束相幹性。

激光輻射的生物效應
頻域光生物(CIE樂隊)
效果
皮膚
的影響
短波紫外線
(200-280納米)
角膜炎 紅斑(炙)
皮膚癌
中波紫外線
(280-315納米)
角膜炎 紅斑(炙)
加速皮膚老化
色素增加
紫外線A 
(315-400納米)
光化學紫外
白內障
顏料變暗
皮膚灼傷
可見光
(400-780納米)
視網膜光化學和熱損傷的
顏色和
夜視降解
燒傷皮膚
光敏反應
紅外單
(780-1400納米)

白內障視網膜燒傷
皮膚燒傷
Infrared B的
(1400-3000納米)
角膜燒傷
房水閃光
紅外線白內障
皮膚燒傷
紅外Ç 
(3000-1萬納米)
角膜燒傷 皮膚燒傷
表1

可能傷害眼睛,可分為相對於激光的波長和受影響的眼構造,最顯著的傷害是視網膜中的可見光和近紅外光譜區域,由輻射引起的。熱燒傷,聲損傷,或光化學改變是可能的,這取決於所吸收的能量。眼組織的生物效應,表現在不同頻率的波段,現總結如下,表1中列出。

UV-B和C(200-315納米):在角膜的表麵吸收所有在該範圍內的紫外光,防止這些波長到達 ​​視網膜。角膜炎的一種形式(也稱為和焊機的閃光),可能會導致通過光化學過程,導致蛋白質的變性,在角膜上。除了 ​​激光輸出,在此範圍內的輻射而產生的激光的泵浦光,或者可以是從靶相互作用的藍色光的一個組成部分,對這些指定的ANSI標準,僅考慮激光輸出需要額外的預防措施。這種類型的眼損傷通常不是持久的,由於角膜組織的快速再生。

UV-A(315-400納米):角膜和房水的發射這個波長範圍內,然後將其主要吸收眼球晶狀體。光化學形成白內障的透鏡導致的蛋白質變性。

可見光和紅外線-A(400-1400納米):此光譜區域通常被稱為作為視網膜的危險區域,眼睛角膜,晶狀體和玻璃體液由於這樣的事實,這些波長是透明的,而光的能量被吸收在視網膜上。損害視網膜,可以通過熱或光化學過程。的視網膜感光細胞的光化學損傷,可以降低整體的光源及顏色的靈敏度,和紅外的波長可能導致白內障形成的透鏡。足夠的激光能量被吸收時,由眼睛的最有可能的損傷是一個熱灼傷,吸收光的色素上皮細胞的黑色素顆粒轉化為熱能。由角膜和晶狀體此波長帶內的激光輻射聚焦在視網膜的輻照度的一個因素約100,000放大。對於相對低功率可見光激光器,受傷的可能性降低的厭惡反射(約0.25秒),這將導致避免明亮的光束。如果激光的能量足以產生小於0.25秒的損傷,但是,這種天然防禦機製不是有效的,也沒有提供任何保護中的不可見的近紅外波段在700納米和1400納米的波長之間。在脈衝模式中的激光器的工作提出了一個額外的在視網膜組織中的聲衝擊波發生的可能性的危險。持續時間小於10微秒的激光脈衝引起的衝擊波導致組織破裂。這種類型的損傷是永久性的,可能更嚴重熱灼傷,,因為聲學損壞通常影響較大麵積的視網膜上,所需要的能量,以產生這樣的效果是低級。因此,最大的風險監管標準允許減少短時脈衝激光器。

紅外-B和紅外-C(1400-1萬納米):在波長長於1400納米,角膜組織和自然的淚膜的水含量,由於吸收能量,所產生的溫升導致附近的蛋白質變性表麵上。深入滲透在較長的波長增加,晶狀體蛋白的熱效應,在臨界溫度沒有太大的正常體溫以上,可能導致混濁的形成,作為紅外線白內障。除了 ​​白內障形成和角膜燒傷,紅外輻射可以產生水的喇叭形,前房通常是透明的水性介質中的被泄露,由於血管的中斷。

一般情況下,紫外線,遠紅外線的激光輻射被吸收在角膜或晶狀體,其效果取決於的強度和暴露時間。在高強度,立即發生熱灼傷,而較低的風險,可能會導致白內障的發展過一段兩年。受傷的眼睛結膜組織也可以通過激光照射,雖然結膜或角膜的損害通常發生在更高的功率水平比視網膜受傷。因此,由於視網膜損傷會產生更嚴重的直接效果,角膜危險一般隻認為是一個嚴重的問題為不到達視網膜(基本上是遠紅外線和紫外線),在波長激光器。

皮膚的危害

激光與皮膚暴露的危害通常被認為不太重要的不是眼睛的危害,雖然越來越多的使用高功率激光係統,特別是紫外線發射器,未受保護的皮膚可能被暴露於極其危險的輻射水平也沒有完全封閉的係統中。因為人的皮膚是身體最大的器官,它是最大的風險暴露的激光束,有效地保護在同一時間的曝光(與眼睛的異常)的其他器官。重要的是要考慮許多激光器設計的重大改動的目的,如切割或鑽孔的材料,更耐於皮,但這樣的激光器中通常采用顯微鏡。手臂,手和頭部的部分身體的最有可能被不經意地暴露於激光束對齊或其他實驗操作正在執行時,如果光束具有足夠的強度,熱灼傷,光化學損傷,和聲學病變可能發生。

高功率密度的激光束,和波長的輻射在皮膚上的結果中最大的危險在一定程度上決定皮膚損傷和損傷,結果不同的深度。在約300-3000納米的波長範圍內的激光輻射到皮膚的穿透深度是最大的,在大約1000納米的紅外甲光譜的區域中達到最大。如果正在使用的激光器有可能造成皮膚損傷,應采取適當的預防措施,如穿長袖衣服和適當的防火材料製成的手套,以保護皮膚。在許多情況下,可以采用較低的激光功率可以比預期的實驗所需的對應程序。

電氣危險

與電子元件和激光器的電源供給相關的危害是基本上相同的,幾乎所有種類,具體到每一個激光的配置或類別的安全預防措施,是沒有必要的。的主要功能激光的類別,氣體,固態,染料,以及半導體,半導體激光器以外的所有需要​​高電壓,常高的電流,以產生一個光束。變化是否高電壓直接施加到主激光介質的泵或泵激光器燈中存在的,但它仍然是本係統中在某些點。條件是建立在一個特別危險的激光器,可保留高電壓電容器或其他組件的激光被關閉後不久。這種情況尤其多見於脈衝激光器,並應始終牢記,當儀器外殼為任何目的而被刪除。最安全的做法是始終假定存在觸電的危險,直到另有決定。許多激光器利用高電壓隻有等到激光發射時成立,然後操作類似於傳統的家庭線路電壓的電平,但是這不應該被視為缺乏適當的預防措施,任何電氣設備的理由。

 

普通顯微鏡激光的特定安全注意事項

 

包含激光的激光和完整的儀器係統必須達到一定的安全標準。這取決於他們的危險性分類,激光可能會被要求具有光快門鍵控製聯動裝置或其他裝置,以防止受傷。動用所有入口點間房屋激光器,提出了一種潛在的危險警告標誌,並在附近的激光存在特殊危險(例如在圖4所示)。在裝置中包含的光束,因此,它不能達到用戶的眼睛,如激光打印機和緊湊的磁盤播放機,額外的預防措施不是必需的。

許多實驗室激光器性質類似於那些在工業環境中產生相同波長的高功率激光器,可能需要屏蔽,以保護操作者免受束。一些普遍使用的激光器的輸出波長的概述於表2。對於工作情況的可能性不能絕對消除眼睛暴露在激光束,護目鏡或眼鏡的應佩戴。的護目鏡至關重要的是,旨在阻止發射的激光的特定波長的光,而其他波長的光發射,以便有足夠的視覺。至關重要的一點是,必須提供在使用每一個激光的特定過濾 - 有沒有通用的護目鏡,可用於所有的激光器,或與所有可能的多波長激光器的發射線。由於激光可以到達,從任何角度,直接或通過從表麵反射,的護目鏡必須阻止所有可能的路徑眼睛。

laser safety figure4

摻鈦藍寶石激光器(通常簡稱為摻鈦藍寶石激光器),是一個多功能的可調電子振動固態激光類的例子。這種類型的激光,需要由一個內部的閃光燈或其他激光,它可以是內部或外部的主激光係統的光抽運。由於各種配置的Ti:藍寶石激光係統,一套標準的安全注意事項,不能給予。這些激光器可在任一連續波或脈衝模式操作,並根據係統提供光抽運,電氣要求和電氣危害有很大的不同。摻鈦藍寶石激光器的可調諧波長範圍通常從約700至1000納米,因此,標準的安全防範措施應遵循的激光器生產能到達視網膜(小於1400納米)的輻射。由於輸出波長各不相同,所以很可能將被要求有一個以上的不同的護目鏡,並且用戶應該確信,任何光束閉塞裝置(s)被發射的波長是足夠的。短促有力的單一脈衝發射脈衝工作模式的眼睛造成永久性傷害,必須采取預防措施,以確保所有可能路徑眼被堵住,直接和外圍。

重要的是要注意,從泵激光器的雜散發射可能是更加危險,在一些鈦:藍寶石激光器比主激光束的配置,如果有一種可能性,該光到達工作區中,保護眼睛,阻止泵激光的波長必須被使用。如果泵浦激光器是采用電聲激光外殼分開,可能需要額外的預防措施,以消除可能的暴露雜散光,可能會導致兩個激光器耦合。在閃光燈泵浦係統,適用於高電壓,即使關閉電源電容器充電燈,可保留,和預防措施是必要的,以避免執行任何激光維修時觸電。這種類型的激光發射的近紅外線的波長可以是特別危險的,因為雖然光束是不可見的,或者端的發射波段在700納米附近的隱約可見,大量的紅外光將聚焦在視網膜上。

鉻摻雜各種固態材料已經在新的可調電子振動激光器的發展表現出極大的承諾,並進入使用比較普遍,具體到每一種類型的安全程序,必須加以考慮。摻雜鉻鋁鍶鋰氟化物(鉻:LISAF)已經顯示出希望作為一個二極管泵浦的激光材料,並正在使用在這裏的Ti:藍寶石激光器在一些多光子顯微鏡應用。具有可調諧發射波長在紅外,安全注意事項是類似的要求,對於Ti:藍寶石激光器。然而,由於摻鉻激光相對新近開發的產品,用戶應注意防護過濾器和護目鏡可能不容易獲得其具體的發射波長。

氬離子氪離子不太常見的,激光器產生在多個波長上發射,被廣泛利用光學技術,如激光共聚焦顯微鏡。氬激光器一般都列為IIIB級或IV級根據155安全代碼,並應避免直接束曝光。高相幹性的氬離子激光束的藍綠色的線可以穿透眼睛的視網膜,造成永久性的損害。護目鏡提供了有力的吸收主要排放線,應該保護眼睛免受損壞。氪離子激光器產生的波長略長比氬激光器,並在低功耗,部分是因為他們廣泛分布在整個頻譜發射多個可見光波長線。能量分布廣,提出了一個問題,在保護性過濾設計的護目鏡,以吸收整個激光發射將阻止大部分可見光,限製使用它們的實用性。需要特別謹慎,,氪離子激光器而言,眼睛的多線的發射,以避免暴露。使用氬氪混合物的激光器已經成為流行的熒光顯微鏡需要在幾個波長穩定排放的多重熒光研究,從整個發射,可以到達視網膜,必須謹慎行使,以保護眼睛。此外,這些氣體放電激光器產生強烈吸收的眼球晶狀體,因為在該頻譜範圍內連續波發射的危害了解甚少,紫外線吸收,應佩戴護目鏡的紫外線的波長。氪離子激光器發射數在近紅外波長幾乎是看不見的,但是這可能會導致嚴重視網膜損害,盡管他們軟弱的視覺外觀。電氣危險,目前由於應用的高電壓啟動激光放電,需要比較高的電流,以維持排放。

超市掃描儀和測繪儀器設備,如激光采用氦氖混合物非常廣泛的應用,那些幾毫瓦的權力或多或少目前危害類似於陽光直射。在低功率波束偶然一瞥的瞬間不容易造成眼損傷,但高度相幹光從氦氖激光可以聚焦到一個很小的點在視網膜上,並持續曝光可以造成永久性損壞。根本的He-Ne發射線發生在632納米,但常用的變種發射的紅外線波長綠燈。氦氖激光器提出了更高的供電版本顯著更大的危險,使用時應格外小心。AG亚游集团沒有方法來預測風險水平,將產生一個給定程度的眼損傷。這種激光類主要安全應遵循的規則是為了避免任何其他比光束的瞬間觀看,並觀察平時的預防措施方麵的高電壓電源。

另一種氣體放電激光器,氦鎘係統的基礎上,被廣泛地應用在掃描共聚焦顯微鏡,利用在442納米和325納米的紫藍色和紫外發射線。藍線所構成的眼睛在主要危險性是損壞的視網膜上,這被認為是暴露在較低的水平,在此波長比可見光的波長更長更容易受到損害。因此,即使在低功率水平的He-Cd激光器權證仔細遵守安全程序。325納米的紫外線輻射非常小眼睛的晶狀體到達視網膜,由於較強的吸收,長期接觸可能會導致白內障的發展。佩戴合適的護目鏡,可以防止這種潛在的危險。一個棘手的問題是由He-Cd激光器同時發出紅色,綠色和藍色波長更近的變種。過濾所有這三個波長的任何企圖護目鏡塊這麽多的可見光譜,用戶不具有足夠的視覺來執行必要的任務。如果隻有兩個發射線的過濾,則風險仍然存在從第三波長,需要仔細的措施,以避免暴露。

激光器產生在337.1納米的紫外線,被用作一些顯微鏡和光譜應用的脈衝源。該激光器往往利用泵的染料分子,產生額外的波長較長的線一定的成像技術。氮激光器能夠產生高功率脈衝重複率極高。角膜損傷可能會導致暴露於激光束,雖然在眼睛的晶狀體的吸收從近紫外波長在一定程度上保護視網膜,它是不確定的,這是否是足夠的,以防止視網膜損傷的高功率脈衝。最安全的方法是采用這種類型的激光,以確保全麵保護眼睛。此外,高電壓運作所需的氮激光器,所需的預防措施,以確保排出所有電源組件被暴露在與他們接觸之前。

最常見的固態激光器依賴於電離的釹摻雜在基質晶體中的雜質含量。最廣泛使用的基質材料摻雜釹的釔鋁石榴石(YAG),一種人工合成的晶體形成基礎的Nd:YAG激光。釹激光器一般都在一個巨大的品種,產生了廣泛的額定功率在兩個連續梁和脈衝類型。他們可能是由半導體激光器,光學泵浦脈衝閃光燈,或由弧燈,它們的特性差異很大,取決於所用的具體的設計和預期的目的。由於其廣泛的應用範圍,和他們造成一定的危害,釹激光器有可能造成眼外傷比任何其他類別。

釹YAG激光器產生的1064納米的近紅外光,可引起嚴重的視網膜損傷,因為它是無形的,反射光束產生受傷的可能性增加。顯微鏡中使用的大多數這些激光器是二極管泵浦產生的短強脈衝,它可以產生甚至一個單一的反射脈衝進入眼睛時受傷。因此,保護​​眼睛的眼睛,阻止所有可能的路徑應該被雇用。除了利用高次諧波,其中的應用程序以外,可以被設計為傳輸最可見光,紅外阻擋護目鏡。倍頻可以在532納米(可見綠光),這也將被傳輸到視網膜產生的二次諧波,若這發射線采用額外的綠色光衰減過濾是必需的。三倍和四倍頻率經常被應用與Nd:YAG激光器,第三次和第四次諧波在355和266納米,呈現不同的危險,需要紫外線阻擋護目鏡,可能是皮膚的保護,防止燙傷。生成幾瓦的功率,在紅外激光器,數百毫瓦的輸出,可以實現上麵的第二,第三和第四次諧波的波長。

普通激光器的輸出波長
激光類型
(光譜區域)
波長(S) 
納米)
氬氟準分子(UV) 193
氯化氪準分子激光(UV) 222
氟化氪準分子激光(UV) 248
氯化氙準分子激光(UV) 308
氟化氙準分子激光(UV) 351
氦鎘(紫外線​​,可見光) 325,442
氮(紫外線) 337
氪(可見) 476,528,568,647
氬氣(可見) 488,514
銅蒸汽(可見) 510,578
Nd:YAG激光頻率加倍(可見) 532
氦氖(可見光,近紅外) 543,594,612,633,1150,3390
黃金蒸氣(可見) 628
羅丹明6G(可見,可調) 570-650
紅寶石(可見) 694
半導體二極管(可見光,近紅外) 630-1600
鈦:藍寶石(可見光 - 近紅外) 680-1130
Nd:YAG激光(近紅外) 1064
鉺(近紅外) 1540
氟化氫(近紅外) 2600-3000
二氧化碳(遠紅外) 9600,10600
表2

雖然一些二極管泵浦的釹激光器產生相對較低的功率(尤其是在高次諧波,在連續模式下運行時),產生足夠的權力,造成人員受傷,並保護眼睛的工作時,應佩戴任何這種類型的激光。產生多波長激光的難點是獲得適當的護目鏡,以削弱所有危險的發射線。高次諧波時,它不能被假設光的波長較長的基本頻率是不存在的,許多商業激光器包括一個或多​​個特定的機製來刪除不需要的輻射光。存在附加的電氣危害,因為較高的電源電壓的存在下,利用燈代替二極管泵浦的釹激光器。

相當數量的研究正在進行釹摻雜另覓結晶主機,和其他材料的出現商用激光器,特別考慮安全操作所需。由於引入新的激光類型,其具體特點進行了優化的安全裝置可能不是最初一應俱全。目前,最廣泛使用的替代釔鋁石榴石釔,氟化鋰(以下簡稱為YLF),脈衝和連續的Nd:YLF激光器是市售的。雖然在許多方麵釹:YAG激光器,采用的Nd:YLF發射在一個稍微不同的基波波長(1047納米),這應予以考慮。如護目鏡相對於安全過濾器性能評價它們的吸收相似的基本和高階諧波波長。

半導體二極管激光器代表一個相對較新的技術正在迅速擴大的通用性。二極管激光器的性能特性依賴於一些因素,包括電性能的半導體,在其生產過程的生長過程中,雜質的摻雜劑。由激光介質射出的波長的帶隙的材料和其他的屬性,這些屬性是依賴於該半導體組合物的函數。續發展的承諾,擴大商業二極管激光器的波長範圍。目前,波長超過1100納米的半導體激光二極管主要用於光纖通信的應用。此類別中的大多數激光器是基於銦镓砷磷化合物的InGaAsP不同比例的活性層,主要發射無論是1300或1550。一個小的百分比的1300納米排放的傳送到眼睛的視網膜,而在波長超過1400納米,角膜受到損害。在相當高的功率水平是不太可能的,除非重大的眼睛損傷。大多數二極管激光器發射在1300納米範圍內的低功率,,除非光束射向進入眼睛長時間,不存在嚴重危害。準直的激光二極管光纖形成的梁和橫梁迅速發散,提供了更大的安全性。安全護目鏡,應使用具有高能量的光束,如果沒有完全包含在光纖發射。對於近紅外光束在光學器件對準而穿用紅外線阻擋護目鏡,熒光屏或其他紅外觀看設備都可用。二極管激光器工作在低電壓和電流,因此,一般不存在有觸電的危險。

標稱波長小於1100納米二極管激光器的發射主要是基於砷化镓化合物,和新的材料和製造工藝的不斷發展,越來越短的波長範圍擴大輸出發射。有某些例外,二極管激光器需要本質上是相同的安全防範措施,作為其他類型的激光器工作在相應的波長範圍內和在相同的功率水平。正如前麵所述,在某些情況下,限製了潛在的危險因素是高二極管的激光束的發散角,光束分布在很寬的功率在短距離內從出射麵在半導體領域。當應用程序需要另外的聚焦光學係統,或某些其他方法的準直是否定的,這個因素,但是。根據銦镓鋁磷(InGaAlP構成)的係統二極管激光器,產生635納米的輻射在毫瓦的水平,這些都需要類似的功率相當的氦-氖激光的安全預防措施。基於相似的二極管組合物的其它激光變體在660或670納米的發射,雖然自然厭惡響應的眼睛提供了一些保護,眼睛是不是幾乎一樣敏感,這些波長為635納米的輻射,以及使用護目鏡是明智的。應謹慎,以確保足夠在適當波長的吸收,未必能有效設計的護目鏡以保護眼睛在較長的波長在660納米或670納米。

多種镓鋁砷(GaAlAs的)組成,發射波長範圍從750到近900納米激光二極管。由於眼的靈敏度在750納米(紅燈弱的感覺是可能的),以及完整的缺乏在較長的波長靈敏度有限,比可見光激光器,這些激光器提出了對眼睛的傷害更大。提供更高的功率是在二極管激光器發射(最多到幾瓦,在二極管陣列)在此範圍內,這可能導致在很短的曝光後的眼睛損傷。眼睛的厭惡反應由於光束的隱蔽性,不發生,和護目鏡,特別是大功率激光器應采用。甚至更長的發射波長(980納米)是由銦镓砷化物(砷化銦镓)激光器和護目鏡驗證980納米輻射衰減應該加以利用,再次由於無形的排放無意中被允許進入眼睛危險。

總而言之,使用激光在任何​​應用程序中的主要危害是引起眼睛和皮膚接觸的激光束,激光的高電壓的電氣危害人身傷害的風險。需要采取措施以避免接觸(尤其是眼睛)的光束,在不能保證,必須佩戴適當的保護眼睛。四個因素是顯著的護目鏡或其他光束阻擋過濾,光束是否是脈衝或連續的激光的波長不同的激光介質(氣體,半導體等),激光輸出功率的選擇。

存在其他非光束危害激光的使用,其中的一些相關的顯微鏡應用,以及其他的,不太可能會遇到。在許多工業應用中,激光器被用於執行切割和焊接操作,所涉及的加熱可導致排放的有害氣體或蒸氣,它必須被安全地刪除從工作環境。這種類型的危險是不鍺激光在光學顯微鏡的使用,但應考慮其他安全問題。在閃光燈泵浦係統中,存在潛在的爆炸危險,從閃光管內壓力高的積累。儀表殼體的設計和維護包含燈泡的片段,如果發生這種類型的爆炸故障。低溫氣體,如液態氮或液態氦,可能被用於冷卻激光(紅寶石,或釹晶體,例如),暴露的皮膚燒傷,如果冷液體接觸。如果顯著數量的低溫氣體被排放到一個封閉的房間或其他密閉空間,他們能夠置換室內空氣,創造一個缺氧氣氛。與激光設備的電氣危害已經討論過,但不能過分強調,由於這樣的事實,儀器外殼,一般電器的電路保護用戶免受激光安裝,校準,維修和維護過程中常用的去除。某些激光係統(IV級或4,尤其是)構成了潛在的火災隱患,,如果光束接觸可燃物質,和阻燃材料的地方,應利用束曝光是可能的。

在大多數大學和政府實驗室,以及在工業及其他企業的環境,存在一個既定的框架,安全管理應遵循​​的程序,在有潛在危險的活動,包括利用激光。在這篇文章中概述的一般準則,目的不在於取代安全人員的個人工作情況的更具體的要求。通常情況下,一個地方的環境安全辦公室將已準備公布的程序應遵循的指導下,激光安全人員,或另一個人有責任的培訓和執行適當的安全程序,該機構外殼的設備,和任何潛在的激光用戶應確保遵循適當的程序。這是至關重要的,這不僅防止激光用戶可能不可逆的損傷,但,保護遊客或其他人可能會不經意地暴露任何激光設備的危險。



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