隨著技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)在激光技術(shù)和激光部件在信息技術(shù)設(shè)備和家用電子產(chǎn)品中應(yīng)用十分廣泛。對于激光輻射的危害如何評估和測量是認(rèn)證檢測中的一個重要環(huán)節(jié)。
一、激光輻射的危害
激光具有極好的方向性和單色性，并具有高亮度，與普通光有很大的差別. 激光輻射引起損傷的機(jī)理，對于所有的生物系統(tǒng)來說都是相似的。可以包括熱反應(yīng)、熱聲瞬變和光化學(xué)相互作用的過程。上述任何一種機(jī)理引起損傷的程度均與輻照源的某些固有物理參數(shù)有關(guān)，其中最重要的是波長、脈寬、聚焦尺寸、輻照度和輻照量。概括地講，在超閾值照射中，主要的損傷機(jī)理與照射的持續(xù)時間有關(guān)。隨著脈沖持續(xù)時間的逐漸延長，起主要作用的損傷機(jī)理是：照射時間為100ms至數(shù)秒時，為熱效應(yīng)；照射時間超過100s時，為光化學(xué)效應(yīng). 激光輻射，其光束準(zhǔn)直性與許多其他已知的輻照類型不同，所加光輻照初期含有高能量，使得過多的能量傳導(dǎo)到生物組織中。各種激光輻照時對生物器官的損傷主要是由于該器官對輻照的吸收所致。 短脈沖、高峰值功率激光器，通過不同損傷機(jī)理的聯(lián)合作用，可加重組織損傷。能量在極短的時間內(nèi)釋放到生物組織上，受照射部位會產(chǎn)生很高的輻照度，致使生物組織細(xì)胞由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。在多數(shù)情況下，這些相變極快，可使組織爆裂，細(xì)胞崩解。中等劑量，長時間照射可引起某些生物組織，如皮膚、眼睛的水晶體，尤其是視網(wǎng)膜的不可逆改變。
二、激光輻射的評估和測量方法
在信息技術(shù)產(chǎn)品中，我國對激光部分的要求依據(jù)GB 7247.1-2001《激光產(chǎn)品的安全 第一部分：設(shè)備分類、要求和用戶指南》。
1.根據(jù)激光產(chǎn)品的危害程度可分為四類，每一類規(guī)定了相應(yīng)的可達(dá)發(fā)射極限ALE。
1類：激光器在合理可預(yù)見的工作條件下是安全的。
2類：發(fā)射波長為400nm～700nm可見光的激光器，通常可由包括眨眼反射在內(nèi)的回避反應(yīng)提供保護(hù)。
3A類：用裸眼觀測激光器是安全的。對發(fā)射波長為400nm～700nm的激光，由包括眨眼反射在內(nèi)的回避反應(yīng)提供保護(hù)。對于其他波長對裸眼的危害不大于1類激光器。用光學(xué)裝置（如：望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡）直接進(jìn)行3A類的光束內(nèi)視觀察是危險的。
3B類：直接光束內(nèi)視這類激光器是危險的。觀察漫反射一般是安全的。
4類：4類激光器能產(chǎn)生危險的漫反射。它們可引起皮膚灼傷、也可引起火災(zāi)。使用這類激光要特別小心。
2.根據(jù)不同的波長范圍、時間基準(zhǔn)和各修正系數(shù)，可計算出各類激光的ALE限值。具體的ALE限值的計算方法在GB
7247.1中有詳細(xì)描述。
首先，介紹一下對向角和最大允許照射量這兩個概念。
對向角是表觀光源（包括漫反射）在觀察者眼睛或測量點(diǎn)所張的視角。最大允許照射量MPE水平是指眼或皮膚受到照射即刻或長時間后無損傷發(fā)生的最大照射水平，它與輻射波長、脈寬和照射時間、處于危險狀態(tài)的生物組織、暴露在400nm～1400nm的可見和近紅外輻射中的視網(wǎng)膜成像的大小等有關(guān).測試示意圖如附圖。以輻射功率和輻射能量為表達(dá)形式的值，可用50mm的圓形孔徑測量輻射功率或輻射能量。光源在視網(wǎng)膜的輻射的大小是無法直接測量的。對波長在400nm～1400nm之間的表觀光源（單點(diǎn)）的輻射，采用7 mm的圓形孔徑，然后根據(jù)對向角的大小來估算表觀光源的輻照度和輻照亮度.
現(xiàn)在檢測產(chǎn)品遇到的大部分都是表觀光源， min=1.5mrad ，當(dāng)光源的對向角（在不小于100mm的自由空氣距離進(jìn)行測量）小于或等于 min時，ALE和MPE與光源的對向角無關(guān)，任何小于 min的角都限制到 min。 在302.5mm～4000mm波長范圍內(nèi)，接收角為 max=0.1rad，當(dāng)光源的對向角（在不小于100mm 的自由空氣距離進(jìn)行測量）大于或等于 min時，ALE和MPE與光源的對向角無關(guān)，任何大于 max的角都限制到 max 表觀光源的對向角大于 min時的光源稱為擴(kuò)展光源。對于擴(kuò)展光源而言，測得功率和能量必須低于規(guī)定類別的AEL（可達(dá)發(fā)射極限）的允許值。在此，AEL是對向角的函數(shù)。最小對向角 min也是相對的，它是照射時間t的函數(shù)。
min=1.5mrad t<0. min=2t3/4mrad 0.7s≤t<10s
min=11mrad t≥10s
按GB 7247.1:2001的規(guī)定，使用多種時間基準(zhǔn)。
——對于波長小于或等于400nm的激光輻射，對于波長大于400nm且有意觀察是該激光產(chǎn)品設(shè)計或功能上固有要求的激光輻射，時間基準(zhǔn)為30000s。
——對于波長大于400nm，單波長輻射和有防護(hù)罩防護(hù)的激光輻射，時間基準(zhǔn)為100s。
——在波長400nm～700nm范圍內(nèi)，時間基準(zhǔn)為0.25s。
對波長在400nm～1400nm范圍內(nèi)的擴(kuò)展光源輻射時，光束內(nèi)視的MPE值可被修正因子C6 所放大。
C6 =1 ≤ min
C6 =/ min min＜ ≤ max
C6 = min / min ＞ max
對向角min< ≤ max (在100mm處測)且波長在400nm～1400nm范圍內(nèi)，可以通過一個直徑為7 mm的圓形孔徑測量輻射功率或輻射能量。
值得注意的是：上述測試方法是 IEC 825-1（1993）的測試方法，在其中明確規(guī)定了光柵孔徑（7 mm）和測試的距離(在100mm處測)。現(xiàn)行的 GB 4943-2001標(biāo)準(zhǔn)對于激光的測試方法是GB 7247.1-2001，但是新的GB 7247.1在等同采用 IEC 825-1（1993）的基礎(chǔ)上又加入了第一修訂案的內(nèi)容。由于第一修訂案對測試方法有一定的改動，下面把GB7247.1標(biāo)準(zhǔn)中的測試方法與IEC 825-1（1993）不同的地方，介紹如下：
對向角 min< ≤ max (在100mm處測)且波長在400nm～1400nm范圍內(nèi)，當(dāng)通過一個直徑為7 mm的圓形孔徑測量輻射功率或輻射能量時，該圓形孔徑與光源的距離r取決于對向角
作為選擇，如果允許在距離表觀光源r以內(nèi)放置一直徑為7mm的圓形孔徑，則可用一個直徑d在7mm～50mm之間的圓形孔徑光闌進(jìn)行測量，d取決于光源的對向角，該圓形孔徑光闌應(yīng)放置在距離表觀光源100mm處。
圓形孔徑的直徑由 對于表觀光源 min 對應(yīng)不同的照射時間有不同的取值，而max一般取100mrad。
由上可以看出，在有些情況下，光柵孔徑和測試的距離在符合上述公式的情況下是可以變動的。
GB 7247.1:2001與IEC60825-1:1993雖然存在一些差異，但是依據(jù) GB7247.1:2001對激光輻射進(jìn)行測量也是沒有問題的。依據(jù)CTL538號決議“作為對標(biāo)準(zhǔn)（IEC60950-1）中的規(guī)范性引用文件的一種替代，當(dāng)制造商同意時，IEC 60825-1/A2:2001可以與上述這些標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合使用
（三）ALE限值的確定
如何確定ALE限值對判定激光輻射是否符合要求是非常重要的。下面舉例說明。
例1：對于波長：=780nm,發(fā)射持續(xù)時間：t=100s
ALE(Class 1)=7×10-4t0.75C4C6 J
C4=100.002(-700)=1.4454
C6=1 ≤ min 因此，
ALE(Class 1)＝7×10-4× 1000.75× 1.4454×1＝0.0320 J
如果把焦耳換算成毫瓦為：0.32mW
例2：對于波長：=650nm,發(fā)射持續(xù)時間：t=100s
ALE(Class 1)＝3.9×10-3C3C6 J (t>T2) 或7×10-4t0.75C6 J (t<T2)
首先，確定T2＝10×100.02(-550)＝1000
C6=1 ≤ min，t<T2
因此，ALE(Class 1)＝7×10-4t0.75C6＝7×10-4×1000.75×1＝0.022J
ALE(Class 2)＝10-3×C6W， t>0.25s
＝0.001W
根據(jù)測量值與計算出的ALE限值比較，可以判斷出激光輻射的類別。
在測量時，還應(yīng)該注意的是測試環(huán)境對測試結(jié)果的影響。太陽光和燈光都是可見光，有比較寬的光譜范圍，這些因素直接影響到測試結(jié)果是否合格的判定。因此在測量激光輻射時，要盡量消除這些因素的影響。
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