近几年,科技进步之下,形态各异的激光笔充斥于我们的生活,在课堂教学、商业讲演、演唱会、攀岩、天文观测甚至爱宠人士逗猫等场景广泛使用。小小激光笔为我们带来方便的同时,但却存在巨大隐患,特别是在使用不当情况下,很容易对人眼造成不可逆的损伤。激光笔的激光到底是什么样的光?究竟有何威力?如何安全使用?Intalight赛炜科普馆带您一探究竟:
激光笔或成“视力杀手”?
据统计,人类获取信息的途径中,视觉占据了超过80%的比重。而随着激光笔的普及,其灼伤眼睛导致失明的案例屡见不鲜——10岁男孩拿激光笔当玩具连照左眼51次,结果眼前突然一片漆黑。就医后医生表示,他的眼底黄斑区功能带已严重受损,完全恢复视力已不可能。9岁孩子不慎被激光笔灼伤左眼,疼痛难忍。经医生诊断,激光已经造成了左眼眼底黄斑区变性,视力仅在0.04……凡此种种,痛心之余,我们不禁要问,激光笔的激光何以有如此严重的“杀伤力”?
实际上,激光是一种电磁波,具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等特性,且有一定的能量和聚焦性。它的威力到底有多大?曾有现场实验表明,无论是巧克力、气球、烟花还是汽车轮胎,都能被激光笔轻而易举地射穿或是灼伤。
激光笔点燃烟花和轮胎
激光照射如何损伤眼睛?
激光在使用过程中最容易对人造成伤害的器官是眼睛,包括对角膜、视网膜和晶状体的损伤。人的眼睛就像一个透镜,激光的平行光束经过眼睛后,聚焦落到黄斑部视网膜上,产生光电离效应、光热效应和光化学效应。这就相当于聚焦后的光强度增加了几十倍,当这种能量密度足够强时,甚至会直接把视网膜烧穿。
激光对人眼睛的伤害主要来自于对光的吸收,激光产品的波长、功率和脉冲宽度,他们的不同组合会决定激光产品在不同环节下的危险程度,也决定了激光对人体不同组织的伤害。波长决定不同人体组织对激光的吸收特性以及危害的机理,而功率和能量则会决定激光危害的程度。
激光安全标准知多少?
不同的国家有不同的组织形成激光安全标准,如美国的ANSI(美国国家标准协会)、CDRH(装置与放射卫生中心)、国际组织OSHA(职业安全与健康管理局)、IEC(国际电工委员会)、欧洲的EN608标准、日本JIS C以及中国的GB标准 1。
其中,中国GB标准是基于IEC 60825-1文件,然后进行了技术更新和内容的调整。这份文件适用于180nm-1mm之内的激光产品的激光辐射安全的要求,对各类激光的危害有了更详细的解释,意在通过类别的划分增加相应的保护措施来减少激光辐射危害。文件将激光分为7类,与IEC的分类名称一致:1类,1M类,2类,2M类,3R类,3B类,4类。具体不同分类的波长、功率和特点如下:
一般来说,等级越高,危害程度越高。因此,不管是普通消费者还是专业操作人员,都要正确认识激光的等级,明白其代表的危害程度、注意事项,才可以避免很多激光伤害事故的发生。
科普小知识
为什么扫频OCT的激光是安全的?
1991年,David Huang 教授及其团队在光学低相干反射仪的基础上增加了探测光束对样品的横向扫描,成功地将光学相干断层扫描技术(Optical coherence tomography,简称OCT)应用于临床,成为眼科影像学发展的里程碑。OCT借助光作为媒介对眼部进行非接触式检查,具有无创、高分辨等优点,图像的分层与病理切片层次具有良好的对应性,因此被称为医学的光学活检。
最新的第三代扫频OCT是利用扫频激光器对波长进行编码,并使用点探测器对波长的干涉信号进行强度探测,最后通过傅里叶变换获取干涉信号中光谱信息,得到样品的层析图像。所用的扫频激光器在不同时刻输出不同频率的激光,超高的扫描速度可以实现密集的光栅扫描,从而得到3D OCT数据集,经过相应程序处理可以得到任意经线的视网膜断层图像及视网膜任意层面的透视图像,从而得到清晰丰富的视网膜显微结构 2。
扫频OCT为何没有出现过激光安全的不良事件,从原理上与激光笔有什么样的区别呢?1.扫频OCT通常使用的是近红外光,视网膜细胞对光的吸收远弱于可见光。2.扫频OCT的功率远低于激光笔的功率。3.扫频OCT扫描的频率和速度很快,在相同的位置停留的时间极短。因此,扫频OCT所产生的热效应是极低的,实现了非接触、无创的安全检查。扫频OCT按照国家GB标准class 1级别执行,不用担心其对眼睛有什么额外伤害。
激光产品安全使用指南
1、消费者选购教学或办公用激光笔时,应仔细查看产品的激光规格信息。最好选购激光辐射类别为3R类及以下的产品(激光功率不大于5mW),并严格按照说明使用。对于非专业使用人员,请勿购买3B类及4类的大功率激光笔 3。购买时注意查看产品标识中厂名厂址、产品名称、警示说明、执行标准等信息是否齐全,保留购物凭证,拒绝购买“三无”产品 4。避免购买激光产品作为儿童玩具使用。
2、注意激光束的方向和目标:使用激光笔、操作激光设备等需确保激光束不会直接射向人体、动物或其他易燃和易爆物品。此外,要特别小心避免激光束的意外反射,避免照射光滑表面和金属片,因为反射入眼的激光束同样会造成伤害。
3、若家中或教室有激光笔,请存放于孩子无法触及的地方。告诉孩子错误使用激光笔的危害,同时强调要避免激光直射自己及他人的眼睛、皮肤及衣服。增强孩子的护眼意识,教育孩子不要直视任何刺激性强光,若不慎被激光笔照射眼睛,应立即闭眼并转头回避。如发现激光笔笔杆发烫,需立即停止使用。
4、激光笔致单眼损伤居多,在双眼视物时,患者可能无法及时发现症状。因此,当眼睛被激光笔照射后,宜分别遮盖单眼,询问视物情况,若有视物模糊、变性等症状应及时前往医院就诊。
眼睛很脆弱,视力很关键,请注意激光安全使用!
参考来源
1、国家标准全文公开系统http://c.gb688.cn/bzgk/gb/showGb?type=online&hcno=FC77A5657003F597625A4739A3535349
2、国际眼科时讯https://mp.weixin.qq.com/s/eMlvyeRMfIV5wXMf21Xvuw
3、澎湃新闻https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_25870961
4、中央政府门户网站https://www.gov.cn/fuwu/2014-03/17/content_2639955.htm