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激光安全和光生物安全的深入對(duì)比

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2023-05-15 16:29:37

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NO1 屬性對(duì)比

相干光：

激光安全和光生物安全的深入對(duì)比(圖1)

在時(shí)間或空間的任意點(diǎn)上，特別是在垂直于光的傳播方向的平面上的一個(gè)區(qū)域內(nèi)，或在空間的一個(gè)特定點(diǎn)的所有時(shí)間里，光的所有參數(shù)都可以預(yù)測(cè)并相關(guān)的光。將同一光源上同一點(diǎn)或極小區(qū)域（可視為點(diǎn)光源）發(fā)出的一束光分成兩束，讓它們經(jīng)過(guò)不同的傳播路徑后，再使它們相遇，這時(shí)這一對(duì)由同一光束分出來(lái)的光的頻率和振動(dòng)方向相同，在相遇點(diǎn)的相位差也是恒定的，即為相干光。激光即為典型的相干光。

典型激光光譜如下：

激光安全和光生物安全的深入對(duì)比(圖2)

非相干光：

激光安全和光生物安全的深入對(duì)比(圖3)

非相于光指的是波峰和波谷位置隨機(jī)的光波，即不具有固定的相位關(guān)系。這種光波的光波長(zhǎng)、振幅和相位都是隨機(jī)變化的，不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。例如自然光、照明LED燈光即為典型的非相干光，它們的光波在時(shí)間和空間上都是隨機(jī)變化的。

典型非相干光譜如下：

激光安全和光生物安全的深入對(duì)比(圖4)

強(qiáng)脈沖光：

激光安全和光生物安全的深入對(duì)比(圖5)

強(qiáng)脈沖光（IPL）是經(jīng)常被誤解的一種光。因?yàn)槠鋺?yīng)用場(chǎng)景中多是強(qiáng)度較高的情況，所以經(jīng)常會(huì)被誤認(rèn)為是激光。實(shí)際上其是以一種強(qiáng)度很高的光源經(jīng)過(guò)聚焦和濾過(guò)后形成的一種寬譜光，其本質(zhì)是一種非相干的普通光而非激光。IPL的波長(zhǎng)多為500～1200nm。IPL是醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的光治療技術(shù)之一，在皮膚美容領(lǐng)域占有十分重要的地位。IPL廣泛應(yīng)用于各種損容性皮膚病的治療，尤其是光損傷和光老化相關(guān)的皮膚病。

典型強(qiáng)脈沖光譜如下：

激光安全和光生物安全的深入對(duì)比(圖6)

小結(jié)：

相干光和非相干光的區(qū)別對(duì)于光學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)中具有重要的意義。例如，激光具有高度的相干性和單色性，可以產(chǎn)生高度聚焦的光束（即激光的單色性、高亮度、高能量三大特征）。在成像和照明等領(lǐng)域中，非相干光是更加實(shí)用的光源，因?yàn)樗鼈兊墓獠軌蛟诟鞣N不同的物質(zhì)中散射和傳播，從而實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確的成像。

另外，從光的波長(zhǎng)及其分布特征出發(fā)，經(jīng)常將光分為紫外光、可見(jiàn)光和紅外光。其命名的由來(lái)為可見(jiàn)性和顏色性的差異，一般認(rèn)為390nm-780nm（由紫到紅）為可見(jiàn)光，比紫色波長(zhǎng)更小即為紫外，比紅色波長(zhǎng)大即為紅外，都為不可見(jiàn)光。但可見(jiàn)性和顏色性的差異并不是相干和非相干的區(qū)別特征，如紅光可能是激光也可能是非相干，同理紫線和紅外線也可能是激光或非相干光，應(yīng)依據(jù)其相干特性來(lái)確定安全標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法，而不是可見(jiàn)性或顏色特性。

NO2 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)比

測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

國(guó)家地區(qū)	激光	非相干
中國(guó)	GB 7247系列	GB/T 20145和GB/T 30117系列（需要注意的是GB/T 20145直接采標(biāo)CIE S 009而不是IEC 62471）
美國(guó)	21CFR 1040.10、ANSI Z 136系列	21CFR 1040.20
國(guó)際	IEC 60825系列（采標(biāo)IEC的如EN、BS、AS不再單獨(dú)列出）	IEC 62471系列、IEC 62778、CIE S 009、IEC 62115等（采標(biāo)IEC的如EN、BS、AS不再單獨(dú)列出）
注： 1，如果產(chǎn)品同時(shí)具有兩種光，則應(yīng)兩種光輻射安全標(biāo)準(zhǔn)均需考量。典型如：激光電視、汽車激光大燈、非專業(yè)級(jí)舞臺(tái)激光燈等。 2，需要注意的是最新版玩具標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于光輻射測(cè)試方法中，激光直接采用IEC 60825-1，而相干光則有自身的測(cè)試方法要求。

測(cè)試細(xì)節(jié)對(duì)比

類目	激光	非相干
安全等級(jí)	IEC和國(guó)標(biāo)系列標(biāo)準(zhǔn)：1類、1M類、1C類、2類、2M類、3R類、3B類、4類 21CFR 1040.10：Class I、Class IIa、Class II、Class IIIa、Class IIIb、Class IV	無(wú)危害類、1類危害（低危險(xiǎn)）、2類危害（中等危險(xiǎn)）、3類危害（高危險(xiǎn)）
測(cè)量參數(shù)	特性參數(shù)：波長(zhǎng)、脈沖寬度、重復(fù)頻率、表觀光源對(duì)象角。評(píng)估參量：激光功率/功率密度、激光能量/能量密度	特性參數(shù)：光譜范圍、脈沖寬度、重復(fù)頻率評(píng)估參量：輻照度、輻亮度評(píng)估指標(biāo)：光化紫外、近紫外、藍(lán)光、藍(lán)光小光源、視網(wǎng)膜熱危害、視網(wǎng)膜微弱刺激、紅外眼輻射、皮膚熱
評(píng)估條件（位置）	測(cè)量輻射參數(shù)時(shí)，依據(jù)光源波長(zhǎng)、脈沖特性、尺寸特征確定不同測(cè)量條件（1/2/3）及，視場(chǎng)光闌尺寸和測(cè)量距離，如使用較多的7mm、100mm。各等級(jí)輻射限值參數(shù)確定時(shí)，依據(jù)光源波長(zhǎng)、脈沖特性、接收角、C1至C7和T1至T2（修正因子和轉(zhuǎn)效點(diǎn)）。必要將使用修正因子和轉(zhuǎn)效點(diǎn)計(jì)算各等級(jí)輻射限值。	普通照明燈在產(chǎn)生500lx照度或200mm處（取大者）。其他所有光源均在200mm處測(cè)量。
評(píng)估條件（輻射接收）		輻照度：視場(chǎng)光闌與探測(cè)器直徑形成X°全角范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。視場(chǎng)光闌范圍是7mm到500mm，探測(cè)器直徑7mm。X依據(jù)需要評(píng)估的指標(biāo)類型確定，如使用較多80°。視場(chǎng)光闌與探測(cè)器間的距離應(yīng)遠(yuǎn)大于探測(cè)器直徑。輻亮度：使用7mm的入瞳光闌限制輸入后，將入射光成像至探測(cè)器，成像系統(tǒng)中探測(cè)器直徑d與焦距H之間的關(guān)系為d=a_effH，a_eff為視場(chǎng)弧度，其大小依據(jù)需要評(píng)估的指標(biāo)類型，范圍是1.7mrad到100mrad。
注：不管是激光還是非相干光，標(biāo)準(zhǔn)中均具有連續(xù)光源和脈沖光源的評(píng)估區(qū)別。如果光源本身具有脈沖特性，則應(yīng)按脈沖要求進(jìn)行測(cè)量和評(píng)估，而不能所有光源均按連續(xù)的規(guī)則進(jìn)行測(cè)量和結(jié)果判斷。

NO3 總結(jié)

激光安全和光生物安全的深入對(duì)比(圖7)

由于激光和非相干的本質(zhì)特征有較大差異，所有在國(guó)內(nèi)和國(guó)際上都如上所述制定了不同標(biāo)準(zhǔn)和方法來(lái)評(píng)估其輻射危害。對(duì)于評(píng)估光源對(duì)象的特征應(yīng)在使用具體的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方法前予以確定，如不確定其相干特性，則使用前述第一條中的光譜特性進(jìn)行分析是一種較為實(shí)際和有效的方法。

確定相干性后選取合適的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)量分析，得到的結(jié)果才是準(zhǔn)確、客觀的。如果不確定的前提下直接進(jìn)行測(cè)量，得出得結(jié)果非但不可靠，測(cè)試過(guò)程中還可能超過(guò)測(cè)量?jī)x器損傷閾值，導(dǎo)致儀器損壞（比如使用非相干測(cè)量的光譜分析儀直接測(cè)量激光，大概率會(huì)被損壞。如使用激光輻射計(jì)測(cè)量非相干光，其輻射結(jié)果將被嚴(yán)重低估，因?yàn)榧す鉁y(cè)量?jī)x器的響應(yīng)光譜很窄）。

NO4 關(guān)于我們

激光安全和光生物安全的深入對(duì)比(圖8)

深圳市中為檢驗(yàn)技術(shù)有限公司多年在光學(xué)測(cè)量、分析、標(biāo)準(zhǔn)化控制方面進(jìn)行深入研究，積累了豐富的產(chǎn)品類型和應(yīng)用場(chǎng)景測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)室配備了精密的國(guó)際知名品牌光學(xué)測(cè)試儀器設(shè)備，能夠?qū)Σ煌愋偷募す夂头窍喔晒猱a(chǎn)品進(jìn)行準(zhǔn)確的分析、測(cè)量、評(píng)估。

同時(shí)實(shí)驗(yàn)室具有中國(guó)認(rèn)可、國(guó)際互認(rèn)CNAS資質(zhì)和檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定CMA資質(zhì)，對(duì)測(cè)量產(chǎn)品可出具權(quán)威檢測(cè)報(bào)告。對(duì)激光和非相干光產(chǎn)品的質(zhì)量分析、結(jié)果證明、上市合規(guī)、出口貿(mào)易等環(huán)節(jié)提供優(yōu)質(zhì)可靠的檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)服務(wù)。