GB10435-1989项图2-1激光打印机激光的安全与防护1前言激光是指通过受激发射放大的光，它具有单色性好，相干性好，方向性好以及能量密度 高的特性产生激光的介质主要有四种类型，固体（晶体、玻璃等）气体（原子气体、离子 气体、分子气体）、液体（有机或无机液体）和半导体这些激光介质发射出的激光覆盖了电 磁波的大部分范围，可以从远紫外（100nm）波段到远红外（10mm）波段激光束通过与材 料无接触相互作用，使材料加热、熔化或气化，从而实现切割、焊接、表面处理等加工过程为了防止各种伤害事故发生，必须做好激光设备的安全防护措施，具体包括以下几个方 面：1.1激光设备的安全防护1.2对人身的保护1.3其他防护措施1.4激光安全国家标准a） 激光产品的辐射安全：GB7247.1-2001b） 激光防护设备的安全标准：GB18151-2000c） 激光安全标志标准：GB18217-2000d） 激光作业场的安全标准：e） 军用激光安全标准共452激光产品的分类根据激光对人体的危险 度分类，可分为一到四级2.1 Class12.1.1功率低输出激光（功率小于0.4mW）2.1.2生物危害性特点该设备不产生任何生物 性危害。
不论何种条件下对眼 睛和皮肤，都不会超过最大允许暴露值（The maximum permissible exposure,简称MPE值），甚至通过光学系统聚焦后也不 会超过MPE值基本不会对眼睛产生危害，可以保证设计上的安全，不必特别管理安全级 别1级的激光设备，低输出激光，一般功率小于0.4mW2.1.3典型应用如激光教鞭，CD播放机，小型激光打印机、CD-ROM设备，地质勘探设备和实验室分 析仪器等2.1.4安全规范要求任何可能观看的光束都是被屏蔽的，且在激光暴露时激光系统是互锁的大型激光打印 机如DECLPS-40是由10毫瓦（3B类）氦氖激光驱动的，尽管实际的激光器是3B类，但打 印机是互锁的，以避免和暴露的激光束发生任何接触2.2 Class22.2.1功率低输出的可视激光（功率0.4mW-1mW）2.2.2生物危害性特点人闭合眼睛的反应时间为0.25秒，用这段时间算出的曝光量不可以超过MPE值通常1mW以下的激光，会导致晕眩无法思考，用闭合眼睛来保护，一般即可消除症状不要直接 在光束内观察，也不要用小于1mW的激光直接照射别人的眼睛，避免用远望设备观察Class2 的激光2.2.3典型应用如课堂演示，激光教鞭，瞄准设备、激光棒及条码扫描器等。
2.2.4安全规范要求 不会灼伤皮肤，不会 引起火灾由于眼睛反射 可以防止一些眼部损害， 所以这类激光器不被视 为危险的光学设备例如 当眼遇到明亮的光线时， 会自动眨眼，或者转动头 部以避开这些强光线这 就是所谓的反射行为或 反射时间在这段时间内 这类激光产品不会对眼睛造成伤害，在这类激光设备上应放置黄色警告标签2.3 Class3A2.3.1功率为可见光的连续激光，输出为1〜5mW的激光束，光束的能量密度不要超过25W/m 2.3.2生物危害性特点避免用远望设备观察3A激光，这样可能增大危险，同Class2 一样，不要直接在光束内 观察，也不要用Class3A的激光直接照射别人的眼睛不会灼伤皮肤但在某种条件下，这 类激光可以对眼睛造成致盲以及其他损伤2.3.3典型应用3A的典型应用和Class2级有很多相同之处，如激光教鞭，激光扫描仪激光棒及直线校 准仪器等图2-3直线校准仪器2.3.4安全规范要求这类激光产品应该有：(1) 激光发射指示灯，表明激光器是否在工作；(2) 应该使用电源钥匙开关，阻止他 人擅自使用；(3) 应该贴有一个黄色警告的标签2.4 Class 3B2.4.1功率为5〜500mW的连续激光。
2.4.2生物危害性特点Class3B激光在最小照射距离为13cm，最大照射时间十秒以下为安全直接在光束内观 察有危险，尤其不能用Class3B的激光直接照射别人的眼睛在功率达到数百微瓦，可能够 烧焦皮肤比如250mw激光器照射一张红纸，不到2秒钟就点燃了这类激光产品明确定 义为对眼睛有危害，尤其是在功率比较高时，将造成眼睛损伤2.4.3典型应用如光谱测定、用于物理治疗的激光治疗仪和娱乐灯光表演等2.4.4安全规范要求这类激光产品必须具备：(1) 钥匙开关，阻止他人擅自使用；(2) 激光发射指示灯，表明激光器是否在工作；(3) 启动电源后有3至5秒延迟时间使操作者离开光束路径;(4) 装有急停开关，随时关断激光光束；(5) 在激光器上必须贴有红色的危险标签2.5 Class 42.5.1功率为高输出连续激光大于500mW2.5.2生物危害性特点高过第三级，有火灾的危险，扩散反射 也有危险，尤其值得注意孩童请避免直接 观看此类激光这类激光产品一定能够造成 眼睛损伤就像灼烧皮肤和点燃衣物一样， 激光能够引燃其他材料一个1000 W二氧 化碳激光器可以在一块钢板上打孔，因此如 果使用不当，会对人体产生很大的损害。
2.5.3典型应用如外科手术，研究，切割，激光刻章机 和激光雕刻机等第4类激光器如2000W二 氧化碳激光器可以切割厚钢板2.5.4安全规范要求这类激光系统必须具备：(1) 钥匙开关，阻止他人擅自使用；(2) 保险装置，防止工作时系统的保护盖被打开；(3) 激光发射指示灯，表明激光器是否在工作；(4) 装有急停开关，随时关断激光光束；(5) 在激光器上贴好红色危险标签，这类激光反射光束和主光束一样都很危险3激光辐射的危害激光辐射(Laser radiation)：由激光产品的受控受激发射而产生的波长为180nm-1mm的所 有电磁辐射最大允许照射量(MPE):正常情况下人体受到激光照射不会产生不良后果的激光辐射水 平影响因素主要有：a)激光输出功率或能量；b)激光辐射波长；c)激光辐射时间；d)激光光 束尺寸等眼标称危害距离(nominal ocular hazard distance，简称NOHD)：光束辐照量等于相应角 膜的最大允许照射量的距离强烈的激光辐射：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)3.1 激光辐射对生物组织的基本影响激光辐射对眼睛的危害可以分为以下几个方面：紫外辐射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〜3OOOnm)：白内障、水分蒸发、角膜灼伤；红外辐射C (3000nm〜1mm)：仅为 角膜灼伤激光辐射对不皮肤的危害可以分为以下几个方面：紫外辐射C (180nm〜280nm)：红斑(阳光灼伤)、加速皮肤的老化、色素沉着；紫外辐 射B (280nm〜315nm)：色素沉着、暗色、光敏感作用、皮肤灼伤；紫外辐射A (315nm〜 400nm)：暗色、光敏感作用、皮肤灼伤；可见光(400nm〜700nm)：暗色、光敏感作用、皮 肤灼伤；红外辐射A (700nm〜1400nm)：皮肤灼伤；红外辐射B (1400nm〜3000nm)：皮肤 灼伤；红外辐射C (3000nm〜1mm)：皮肤灼伤。
3.1.1 激光辐射对眼睛的伤害激光对视觉的伤害是激光产品最大的潜在危害不同激光波长对眼睛的伤害是不同的：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(CO2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 炎瞳孔大小及损害程度：a） 缩小的瞳孔可以减少进入眼底的激光量b） 瞳孔越大进入眼内的激光量越大，眼底损伤程度越重，越不可逆转c） 在光线较暗的室内，瞳孔散开就大，在这样的环境中调试，使用激光器者，必须慎重 保护眼睛因此时眼睛的瞳孔处于最大状态，进光量虽少，也最容易伤害眼睛视网膜缩小 的瞳孔，除能减少进光量而外，瞳孔外的激光量可被虹膜吸收、而将热量由虹膜的微血管扩 散转移d） —般人的眼睛在暗的环境时，瞳孔直径为7〜8mm，在可见的强光下可以缩小到只有 1.5mm，通常在白天瞳孔直径约2〜3mm因而，最大瞳孔与最小瞳孔之间的透光面积相差 20倍以上。
激光入射角与眼伤害关系：激光不与视轴同步，偏离角度越大，视网膜的损伤越轻，虹 膜可挡住偏离的激光而不会进入眼底由于黄斑部位中央凹在视觉功能中起的作用极重要， 而且这部位又最容易受损伤，所以直视激光束 的危险程度要比偏离视轴一个角度射入眼睛的 危险程度大很多，必须绝对避免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3.1.3激光辐射对皮肤的伤害与激光对眼睛的损伤相比激光对皮肤的损 伤要轻得多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齢、 乂勢IDorjuncliva^' 亠玄尸ssi V吊狀怵中心l«F13/■ 财*央凹 ScteraCentra'、誌培關inwnwBn&址网康ii^rvr图3-1眼睛的水平切面图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d）皮肤对10.6“n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，极容易造成损害激光波长与皮肤损害程度的关系：a） 红外激光对皮肤主要作用是热烧伤，此类激光照射皮肤，功率比较小时致毛细血管扩 张，皮肤发红发热随着激光功率密度增大，热损伤程度也随着增大b） 紫外激光对皮肤的作用主要是光作用，在紫外激光照射皮肤时可以引起皮肤红斑、老 化,过量时严重的致癌变对皮肤危害性最大的紫外光波在270〜290nm,波长比270〜290nm 大的或小的其危害程度都相对地减少皮肤的颜色越深，意味着皮肤里细胞含有的黑色素颗粒越多，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。