激光的安全与防护
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眼对光的反射可不考虑！
可见光和近红外光的透射率
较大
λ～1000nm 的光的透射率
降低
λ>1200nm或λ<400nm的光的透射率 更低
2、眼对光的吸收
可见光和近红外光到达眼底时，视网膜和葡萄 膜黑色素、视网膜黄斑部的叶黄素及视网膜血管中 的血红蛋白对光的吸收规律可见课本 75页
名称
吸收波长
角膜 <295nm紫外线 >1400nm 红外线
晶状体 320～400nm近紫外 780 ～1400nm 近红外（波长越长，吸收越多）
房水 与水相似，对可见光只吸收其百分之几
玻璃体
对可见光是透明的（对 450nm～900nm的光， 几乎不吸收）
二、激光对眼的损伤与防护
1、激光对眼的损伤
眼睛的自Fra Baidu bibliotek
眼睑 闭眼 阻挡95％的光
发保护功能 角膜 流泪 对强光起防护作用
体产生的压力波会引起角膜和水晶体细胞组织的破 坏作用。
功率密度大于 1011W/cm2的巨脉冲激光，可能 击穿房水产生 电离现象。
紫外线可使晶状体发生 荧光反应
4）各波段激光对人眼的伤害 ? 大部分紫外光和红外区光被角膜吸收 只损伤上皮层 症状（角膜、结膜炎） 两天后消失
角膜表面细胞具有较强的再生能力 损伤深达内部组织 可造成永久疤痕及角膜混浊
8、门口和室内张贴“危险”警告，禁止外人入内
激光防护眼镜原理 1、反射式 镜面镀有多层反射介质膜，对某些波长
的激光趋近全反射 2、吸收式 镀有吸收层，对某些波长的激光趋近全
吸收 3、变色式 激光照射超过安全阈值时，通过光化反
应、变色微晶、爆炸等，使镜面变深， 变黑 4、警告式 激光过量，镜片发出醒目警告（闪光等） 并保证有足够长的安全时间，让人眼躲避
皮肤红斑、老化，皮肤癌变 270-290nm！ 红光和近红外线， 吸收率小于10％，对皮肤损伤小，表皮无损，
皮下严重烧伤，不可掉以轻心！
可见和红外，可穿过皮肤，被皮肤内和皮肤下血管中的血红蛋 白吸收，剂量较大时（绿光），易在血管中形成栓塞，危险很 大！
2、使用与手术显微镜配合的激光系统，激光的发射与 观察系统的挡光机构同步启动
§4.2 激光对皮肤的安全与防护
一、皮肤的光学性质
1、皮肤对光的反射 ? 皮肤对可见和近红外反射率较大，变化较大 ? 黑皮肤和白皮肤的反射率不同（白可达 60％，黑 仅为40％） ? 对于λ>2000nm或λ<300nm黑白皮肤一样， 5％
Ⅳ级激光器 高功率激光器
功率在 500mW 以上，可见和近红外的漫
发射光的危害也很大，除对人眼和皮
防护措施
肤损伤外，还引发火灾
1、同3B级激光的防护措施
2、封闭所有光路
3、采取遥控、警报系统
4、设置用钥匙控制的主控连锁装置
5、使用专门设计的防护眼镜
6、使用红外线材料或耐火材料（红外可照区域）
7、严防各种散射光伤人
导致严重视功能障碍
? 300～380nm，1400～3000nm波段 晶状体吸收 损伤晶状体 轻则晶状体混浊，重则白内障
? 可见和红外大部分光（ 400～1400nm）视网膜 损伤出现在黄斑中心位置，导致视力严重受损
人体被过量激光照射产生的症状
致伤阈值 造成程度相同的最小可见伤害的最低功率 （或能量）密度值 不引起最小可见伤害的最高功率（或能 量）密度值
2、皮肤对光的透射和吸收
400nm～800nm的激吸光收反率射率、透射率都随波
长的增加而增加，故其曲吸线收率则降低
透射率
曲线
反射率 曲线
厚度为 1.14mm 黄种人皮肤
3、皮肤对光的散射 皮肤是高散射光学介质，各个方向均有散射
向前散射（透射）是向后散射（漫反射）的二倍 若入射角为 0度，向前散射在 170～188度范围内最强 向后散射在 0度附近最强
第五章 激光的安全与防护
内容简介
? 激光对眼的损伤与防护 ? 激光对皮肤的损伤与防护 ? 其它防护问题
§4.1 激光对眼的安全与防护
一、眼的光学性质
人眼是由不同介质组成的复杂的共轴系统
1、眼的反射和透射
2
r
?
??? ?
n2 n2
? ?
n1 n1
??? ?
n1和n2是两边介质的折射率
角膜折射率为n2＝1.376 空气折射率为n1＝1 反射率r＝2.5％
激光防护眼镜的使用
CO2激光 YAG激光
普通光学眼镜防护 绿色滤光镜防护
He－Ne激光 深色眼镜防护
可见光
反射式镀膜眼镜和变色眼镜防护
注意： 1、戴有防护镜也不可直视激光 2、防护镜要有周边防护，即形成眼罩
手术中激光防护眼镜的使用 戴防护镜会使术野色泽和结构不清，难定光点位置
1、摘除眼镜观察组织，瞄准激光，带上眼镜进行治疗
2、激光防护
Ⅰ级激光器
最大辐射功率（连续辐射） 0.39μW以 下，照射 30000s （8h）或采用聚焦 的透镜、望远镜均不会损伤眼睛 无害免控激光器，无需防护
Ⅱ级激光器
0.39μW<P<1mW 低功率可见激光器 偶尔看一下无害，人眼对强光条件反 射自动关闭时间需 0.25s 眼睑自动关闭，保护眼组织，无需防护
直射和散射（镜反射、漫反射、透射） 1）烧伤
眼吸收某些波长的激光后，由于温度上升引起 蛋白质变性，从而对组织产生破坏作用以至烧伤
2）光化反应 光能作为激活能而发生的化学反应，较弱的光
可不引起烧伤，但是可引起光化反应
较弱光照射 引起视网膜 光化反应造 成的损伤与 波长的关系
3）破坏作用 短脉冲激光短时间内聚焦的能量大，且等离子
二、激光对皮肤的损伤与防护
1、激光对皮肤的损伤
1）激光剂量对皮肤的损伤 波长相同，超过了安全阈值，同一皮肤所受的激光
剂量越大，对皮肤的损伤越大 损伤机制 ： 热效应、光化效应、电离效应 皮肤损伤阈值是眼睛（瞳孔 3mm）的105倍
2）激光波长对皮肤损伤的影响
大于2000nm红外光，吸收率达90％ 热损伤 小于300nm紫外光， 吸收率90％ 光化反应
Ⅲ级激光器 中功率激光器
3A级 可见光 连续输出功率最大值为 5mW，功率密度 小于2.5mW/cm 2 眼睑的条件反射，自我保护
3B级 可见和不可见光区，输出功率较大，连续输出 功率为5～500mW，脉冲能量密度 10J/cm2 束内或反射观察有害
防护措施 1、激光器和激光系统上装备防护罩 2、加滤光片 3、防止镜反射，环境使用漫反射或吸收材料 4、使用防护眼镜 5、室内要明亮，眼与激光不在同一高度
可见光和近红外光的透射率
较大
λ～1000nm 的光的透射率
降低
λ>1200nm或λ<400nm的光的透射率 更低
2、眼对光的吸收
可见光和近红外光到达眼底时，视网膜和葡萄 膜黑色素、视网膜黄斑部的叶黄素及视网膜血管中 的血红蛋白对光的吸收规律可见课本 75页
名称
吸收波长
角膜 <295nm紫外线 >1400nm 红外线
晶状体 320～400nm近紫外 780 ～1400nm 近红外（波长越长，吸收越多）
房水 与水相似，对可见光只吸收其百分之几
玻璃体
对可见光是透明的（对 450nm～900nm的光， 几乎不吸收）
二、激光对眼的损伤与防护
1、激光对眼的损伤
眼睛的自Fra Baidu bibliotek
眼睑 闭眼 阻挡95％的光
发保护功能 角膜 流泪 对强光起防护作用
体产生的压力波会引起角膜和水晶体细胞组织的破 坏作用。
功率密度大于 1011W/cm2的巨脉冲激光，可能 击穿房水产生 电离现象。
紫外线可使晶状体发生 荧光反应
4）各波段激光对人眼的伤害 ? 大部分紫外光和红外区光被角膜吸收 只损伤上皮层 症状（角膜、结膜炎） 两天后消失
角膜表面细胞具有较强的再生能力 损伤深达内部组织 可造成永久疤痕及角膜混浊
8、门口和室内张贴“危险”警告，禁止外人入内
激光防护眼镜原理 1、反射式 镜面镀有多层反射介质膜，对某些波长
的激光趋近全反射 2、吸收式 镀有吸收层，对某些波长的激光趋近全
吸收 3、变色式 激光照射超过安全阈值时，通过光化反
应、变色微晶、爆炸等，使镜面变深， 变黑 4、警告式 激光过量，镜片发出醒目警告（闪光等） 并保证有足够长的安全时间，让人眼躲避
皮肤红斑、老化，皮肤癌变 270-290nm！ 红光和近红外线， 吸收率小于10％，对皮肤损伤小，表皮无损，
皮下严重烧伤，不可掉以轻心！
可见和红外，可穿过皮肤，被皮肤内和皮肤下血管中的血红蛋 白吸收，剂量较大时（绿光），易在血管中形成栓塞，危险很 大！
2、使用与手术显微镜配合的激光系统，激光的发射与 观察系统的挡光机构同步启动
§4.2 激光对皮肤的安全与防护
一、皮肤的光学性质
1、皮肤对光的反射 ? 皮肤对可见和近红外反射率较大，变化较大 ? 黑皮肤和白皮肤的反射率不同（白可达 60％，黑 仅为40％） ? 对于λ>2000nm或λ<300nm黑白皮肤一样， 5％
Ⅳ级激光器 高功率激光器
功率在 500mW 以上，可见和近红外的漫
发射光的危害也很大，除对人眼和皮
防护措施
肤损伤外，还引发火灾
1、同3B级激光的防护措施
2、封闭所有光路
3、采取遥控、警报系统
4、设置用钥匙控制的主控连锁装置
5、使用专门设计的防护眼镜
6、使用红外线材料或耐火材料（红外可照区域）
7、严防各种散射光伤人
导致严重视功能障碍
? 300～380nm，1400～3000nm波段 晶状体吸收 损伤晶状体 轻则晶状体混浊，重则白内障
? 可见和红外大部分光（ 400～1400nm）视网膜 损伤出现在黄斑中心位置，导致视力严重受损
人体被过量激光照射产生的症状
致伤阈值 造成程度相同的最小可见伤害的最低功率 （或能量）密度值 不引起最小可见伤害的最高功率（或能 量）密度值
2、皮肤对光的透射和吸收
400nm～800nm的激吸光收反率射率、透射率都随波
长的增加而增加，故其曲吸线收率则降低
透射率
曲线
反射率 曲线
厚度为 1.14mm 黄种人皮肤
3、皮肤对光的散射 皮肤是高散射光学介质，各个方向均有散射
向前散射（透射）是向后散射（漫反射）的二倍 若入射角为 0度，向前散射在 170～188度范围内最强 向后散射在 0度附近最强
第五章 激光的安全与防护
内容简介
? 激光对眼的损伤与防护 ? 激光对皮肤的损伤与防护 ? 其它防护问题
§4.1 激光对眼的安全与防护
一、眼的光学性质
人眼是由不同介质组成的复杂的共轴系统
1、眼的反射和透射
2
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n1 n1
??? ?
n1和n2是两边介质的折射率
角膜折射率为n2＝1.376 空气折射率为n1＝1 反射率r＝2.5％
激光防护眼镜的使用
CO2激光 YAG激光
普通光学眼镜防护 绿色滤光镜防护
He－Ne激光 深色眼镜防护
可见光
反射式镀膜眼镜和变色眼镜防护
注意： 1、戴有防护镜也不可直视激光 2、防护镜要有周边防护，即形成眼罩
手术中激光防护眼镜的使用 戴防护镜会使术野色泽和结构不清，难定光点位置
1、摘除眼镜观察组织，瞄准激光，带上眼镜进行治疗
2、激光防护
Ⅰ级激光器
最大辐射功率（连续辐射） 0.39μW以 下，照射 30000s （8h）或采用聚焦 的透镜、望远镜均不会损伤眼睛 无害免控激光器，无需防护
Ⅱ级激光器
0.39μW<P<1mW 低功率可见激光器 偶尔看一下无害，人眼对强光条件反 射自动关闭时间需 0.25s 眼睑自动关闭，保护眼组织，无需防护
直射和散射（镜反射、漫反射、透射） 1）烧伤
眼吸收某些波长的激光后，由于温度上升引起 蛋白质变性，从而对组织产生破坏作用以至烧伤
2）光化反应 光能作为激活能而发生的化学反应，较弱的光
可不引起烧伤，但是可引起光化反应
较弱光照射 引起视网膜 光化反应造 成的损伤与 波长的关系
3）破坏作用 短脉冲激光短时间内聚焦的能量大，且等离子
二、激光对皮肤的损伤与防护
1、激光对皮肤的损伤
1）激光剂量对皮肤的损伤 波长相同，超过了安全阈值，同一皮肤所受的激光
剂量越大，对皮肤的损伤越大 损伤机制 ： 热效应、光化效应、电离效应 皮肤损伤阈值是眼睛（瞳孔 3mm）的105倍
2）激光波长对皮肤损伤的影响
大于2000nm红外光，吸收率达90％ 热损伤 小于300nm紫外光， 吸收率90％ 光化反应
Ⅲ级激光器 中功率激光器
3A级 可见光 连续输出功率最大值为 5mW，功率密度 小于2.5mW/cm 2 眼睑的条件反射，自我保护
3B级 可见和不可见光区，输出功率较大，连续输出 功率为5～500mW，脉冲能量密度 10J/cm2 束内或反射观察有害
防护措施 1、激光器和激光系统上装备防护罩 2、加滤光片 3、防止镜反射，环境使用漫反射或吸收材料 4、使用防护眼镜 5、室内要明亮，眼与激光不在同一高度