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1、_+,激光与人体安全,1,t课件,1 激光简介,2 激光对人体的危害,3 激光的级别和安全防护,2,t课件,激光的简介,激光的产生,输入是一个外来光子，而输出的则是性质与外来光子一模一样的两个光子，因为在输出的两个光子中，一个就是外来光子本身，而另一个则是在受激辐射过程中释放出来的，即是被外来光子“激”出来的。一个光子激发一个粒子产生受激辐射，得到两个完全相同的光子，这就是光的“放大”。这两个光子再去激发两个粒子产生受激辐射，就可以得到完全相同的4个光子，4、8、1 6如此链锁反应，完全相同的光子数目便会越来越多，可见受激辐射过程也就是光放大的过程。在受激辐射过程中产生并被放大了的光，便是激光
2、。,3,t课件,激光与普通光的异同,同：两种光在本质上没有区别，既是电磁波、又是粒子流，具有波粒二象性。异：普通光是一种杂乱无章的混合光，而激光则是频率、方向位相都极其一致的“纯”光。根据光学理论，两束光相干的条件是同频率、同振动方向、位相相同或位相差恒定。显然，受激辐射所产生的激光是相干光，而普通光是非相干光。,激光的简介,4,t课件,激光的简介,激光的应用,随着科技的发展、时代的进步，激光已经从一个遥不可及的高科技产品慢慢步入人们的生活当中。激光的应用非常广泛，如用于科技,医学,工业,通信等领域。我们熟知的有：光纤通信、激光光谱、激光切割、激光焊接、激光裁床、激光打标、激光绣花、激光测距,
3、激光雷达、激光武器、激光唱片、镭射美容、镭射扫锚等等。,光纤通信光纤常被电信公司用于传达电话、构建网络等。跟传统的铜线相比光纤的信号衰减小、抗干扰能力高，特别是在远距离、大容量传输场合，光纤的优势更为明显,5,t课件,激光的简介,军事科技激光在科技、军事上的应用也有很多。如激光光谱、激光雷达、激光武器(远程击毁导弹)等等。工业生产纤绿激光激光在工业上的应用也非常的广泛。如激光打标、激光打孔、激光裁床、激光切割、激光绣花等等。激光的迅速准确的特性能够更好的在工业生产上发挥重要作用，同时也能够更好的节约成本。,激光治疗发展趋势激光技术作为一种新的科学技术有着广阔的应用前景。快速、精准是其最大的优势
4、，激光不仅能够在精密仪器上打标，还可以对地毯等快速的切割。激光机在现代的工业事业上功不可没。推进工业的快速发展。,激光走进了人们的生活同时也加速了人类社会的进步,6,t课件,激光对人体的危害,过度的激光照射伤害,强烈的激光辐射：干扰人体的生物钟，产生头痛、乏力、记忆力衰退、激动、心悸、心率失常、血压失常等症状。对脑和神经系统的影响：松果体素减少、节律紊乱。损伤细胞膜，影响儿童发育，影响生殖系统。直接激光辐射：对视力造成永久性伤害甚至失明。直接的激光辐射：灼伤人的皮肤（特别是紫外到蓝光波段）。,7,t课件,激光对人体的危害,激光辐射对眼睛的危害 激光对视觉的伤害是激光产品最大的潜在危害,眼睛 紫
5、外辐射C（180nm-280nm）：光致角膜炎 紫外辐射B（280nm-315nm）：光致角膜炎 紫外辐射A（315nm-400nm）：光化学反应 可见光（400nm-700nm）：光化学和热效应所致的视网膜损伤 红外辐射A（700nm-1400nm）：白内障、视网膜灼伤 红外辐射B（1400nm-3000nm）：白内障、水分蒸发、角膜灼伤 红外辐射C（3000nm-1mm）：仅为角膜灼伤,8,t课件,激光对人体的危害,激光辐射对眼睛的危害不同激光波长对眼睛的伤害 a)可见光激光:眼屈光介质(角膜、房水、晶状体）对可见光谱（400nm-700nm)的激光透过率很高，吸收率低。造成眼底视网膜和脉
6、络膜损伤。 b)近红外、远红外激光：1064nm激光（YAG、Nd玻璃）能量一半损伤屈光介质 ，一半损伤视网膜。10600nm辐射（C02激光）可完全被角膜吸收。 c)紫外激光：眼屈光介质透过率随波长变短迅速下降，被角膜吸收，引起角膜炎和结膜炎。,激光辐射对眼睛的危害眼底色素含量多少与受到激光伤害程度有特定关系：色素组织极容易吸收激光能量，故色素含量多少直接影响到激光对视网膜的损伤程度。机体肤色深浅与眼底色素呈正相关联系，皮肤色重者，其眼底所含的色素数量也多；皮肤色白者，眼底含色素数量相对较少。,9,t课件,激光对人体的危害,激光辐射对皮肤的危害,与激光对眼睛的损伤相比激光对皮肤的损伤要轻得多
7、。激光对皮肤的损伤程度与激光的照射剂量、激光的波长、肤色深浅、组织水分以及皮肤的角质层厚薄诸因素有关，以前三个因素为主要。,激光剂量与皮肤损害程度的关系： a)激光损伤皮肤的机理主要是激光的热作用。 b)照射皮肤时使用的激光功率密度（或能量密度）越大，则皮肤受到的损伤越大，二者呈正相关比例。 c)皮肤吸收超过安全阈值的激光能量后，受照部位的皮肤将随剂量的增大而依次出现热致红斑、水泡、凝固及热致炭化、沸腾，燃烧及热致汽化。 d) 皮肤对10.6m波长红外激光吸收率很高，透过率很低，皮肤对CO2激光产生强烈吸收，使皮肤的局部温度快速升高，极容易造成损害。,皮肤的颜色越深，意味着皮肤里细胞含有的黑色
8、素颗粒越多，色素颗粒可以将各种不同波长的激光能量转变成热能，在吸收激光能量后，局部形成一个热源，并很快向四周扩散热能，从而引起细胞及组织破坏和死亡。皮肤内含的黑色素颗粒越多，形成的热源也将越多，光能转变成热能效率越高，造成蛋白质凝固变性率越大，细胞死亡率越大。肤色越浅的人，受到的损伤越轻。,10,t课件,激光对人体的危害,使用激光产品的其它伴随危害,大气污染：激光加工产生的靶材气化物和反应产物（佩带口罩）。伴随辐射危害：由闪光灯等泵浦源引起的紫外、可见及红外辐射。电气危害：激光器电源，有的可达几万伏。低温制冷剂：低温液体引起皮肤灼伤；材料加工：废气、飞溅物。其他危害：高功率激光系统的电容器组、
9、光泵系统爆炸危险。,11,t课件,激光安全事故,近几年，激光安全事故层出不穷，如不少小朋友因为好奇而用大功率激光笔直接照射眼睛，从而对人眼造成了不可挽回的永久性伤害。导致了伤害的发生。,案例,12,t课件,据不完全统计，在激光出现的50多年间，激光至少导致了12人死亡，都是在实验室里发生的。,案例,13,t课件,激光的级别和安全防护,激光的级别及对应产品,1类激光:其连续波功率很小，只达微瓦或亚微瓦级，正常运行条件下不会产生危害，一般不必采取防范措施。例如:激光打印机等。,2类激光：功率为（0.1-1）mW，仍属小功率范围，可以用肉眼观察。其输出剂量不超过1类激光源的最大允许辐射剂量，虽不是绝
10、对安全的，但眼睛对这类激光源看久了会自动生厌（眨眼）而自我保护。例如:游 戏 用 激 光 枪 、 激 光 棒 及 条 码 扫 描 器等 。,14,t课件,激光的级别和安全防护,3A类激光：其连续波输出功率达（1-5）mW，通常应加防护措施，其工作区及激光源本身均应挂相应的警告标记，另外，利用光学仪器直视这类激光源会对眼睛带来危害，也应加强防护。例如:激 光 棒 及 直 线 校 准 仪 器 。,3B类激光：其输出功率为（5-500）mW，直接靠近这类激光源会对身体有危害；通过漫反射器观看这类激光源，距离在150mm以上。观看时间短于10s则是安全的。此类激光源应设警告标记。例如:用 于 物 理
11、治 疗 的 激 光 治 疗 仪等 。,15,t课件,4类激光：激光输出功率在0.5W以上，即使通过漫反射也有可能引起危害，会灼伤皮肤，引燃可燃物。用户操作这类激光源时应特别小心。这类激光源应配备明显的警告标记。例如:大功率激光表演机、激光工业加工机等 。,激光的级别和安全防护,16,t课件,激光的级别和安全防护,安全防护技术要求,防护要求防护罩：每个激光产品必须装有防护罩以防止人员接触超过1类的激光辐射。挡板和安全联锁：可接触的发射水平不低于给定类别的可达发射极限AEL值，激光产品需要安全联锁，安全联锁的设计必须能防止挡板移开.钥匙控制器：属于3B类和4类的任何激光系统必须安装钥匙控制器，钥匙
12、控制器是指用钥匙操作的总开关。钥匙必须是可取下的,并要有专人保管,钥匙也可以是磁卡、密码系统。对于4类激光产品宜采用遥控操作，避免工作人员直接进入激光辐射区域。,17,t课件,激光的级别和安全防护,安全防护工程技术管理,人员培训：对操作激光器的工作人员进行教育和培训。 a)熟悉激光系统整个工作过程 b)做好个人防护 c)正确执行危害控制程序 d)正确使用警告标记 e)建立事故报告程序 f)了解激光对眼和皮肤的生物效应,准则 a)管理使用激光器必须由专业（职）人员来进行，未经培训教育人员不得擅自开启使用激光器。 b)在激光设备的触发系统上装设联锁钥匙开关，确保只有用钥匙打开联锁开关以后才能触发启
13、动，拔出钥匙就不能启动。 c)对于安放激光器的房间要有明亮的光线，人在明亮光线的环境中，眼睛的瞳孔缩小，以防在激光光束射入眼睛时可减少透射到视网膜上的进光量。,18,t课件,激光的级别和安全防护,安全标识,安全标记（safety signs) 用以表达特定安全信息的标记，由图形符号、安全色、几何形状（边框）或文字构成。警告标记（warning signs) 提醒人们对周围环境引起注意，以避免可能发生危险的图形。说明标记（explanatory signs) 提供特定提示信息（标明安全分类或防护措施等），由几何图形边框和文字构成。,激光安全标记的颜色和字体 颜色 衬底为黄色，边框、符号和文字为黑
14、色。字体 字体为黑色，在规定的区域内应尽可能选用大的字号，最小字号的大小必须能复印清楚。,19,t课件,激光的级别和安全防护,激光辐射警告标记图形为正三角形外框，中间为一同心圆，该同心圆向外呈太阳辐射状的一条长线，若干中线和短线组成。,激光说明标记为黄底、黑框的长方形，黑框内有说明文字。,激光辐射标记为黄底、黑框的长方形，黑框内有“激光窗口”文字。每台3B类和4类激光产品应在有激光辐射的窗口附近贴有以下标记。,20,t课件,激光的级别和安全防护,激光安全防护器材的最新进展 由单一波长向全波段防护方向发展 目前的激光防护镜，大多只能在特定波长上起到防护作用。利用非线性光学原理及非线性光学材料，制成的防护眼镜能对付任何波长的高功率激光。向良好的可见光透过率、大的防护角及高光学密度方向发展 吸收型激光防护镜的可见光总透过率较低，反射型激光防护镜广角性差。因此在保证高光密度下得到高的可见光透过率及提高防护角度也是今后研究发展的方向。不断采用新技术、新材料 随着材料技术、制造技术及光电子技术的发展，新材料、新技术、新工艺不断应用到激光防护镜的制造中。 西屋（Westinghouse)科技中心在基片上镀覆对强光不透明的VO2膜层，制得了宽光谱强激光的激光防护镜。,21,t课件,_+,谢谢大家！,the end,22,t课件,
