與(yu) 其他普通光源不同,激光器產(chan) 生的激光由於(yu) 其單色性、相幹性、準直性以及高能量密度而更能達到能量集中的效果,從(cong) 而對人體(ti) 器官(特別是人眼)造成傷(shang) 害。對於(yu) 紅外譜區的激光,其對人體(ti) 的傷(shang) 害主要是熱效應,對藍光及紫光譜區的激光,其傷(shang) 害主要是光化學效應。因此,當人眼由於(yu) 不小心直接麵對從(cong) 激光器或者光纖接頭處出射的激光時,就可能對眼睛造成傷(shang) 害。而如果是紫外激光,就可能導致角膜發炎與(yu) 白內(nei) 障。對於(yu) 目前使用的1550nm激光器,其工作在遠紅外波段,其主要是對角膜及眼球晶體(ti) 造成傷(shang) 害。
在美國,FDA ( Food and Drug Administration ) 屬下的 CDRH ( Center for Devices and Radiological Health ) 負責對激光器產(chan) 品的相關(guan) 安全指標進行控製。根據其對人身的潛在危險程度,激光器產(chan) 品被分成四級,並且規定了詳細的測試與(yu) 管理規範。ANSI (American National Standards Institute)也專(zhuan) 門製訂了兩(liang) 個(ge) 標準 ( Z136.1,z136.2 )對其使用進行了規範,其中Z136.1是關(guan) 於(yu) 激光器的安全使用的標準,Z136.2是關(guan) 於(yu) 以LD與(yu) LED作為(wei) 光源的光纖通信係統的安全使用的標準。在美國以外,IEC ( International Electrotechnical Commission ) 在其825號文獻中也對激光器的基本安全問題作了要求,與(yu) CDRH基本相似。
根據激光器光輻射的不同,CDEH與(yu) IEC把激光器與(yu) 激光器製品分成四級,其分級的依據是可處理輻射極限AEL ( Accessible emission limit),即AEL是每一級激光器及激光器製品允許的最大輻射。AEL與(yu) 波長以及在輻射下暴露時間都有關(guan) 係。
* 第一級:在正常操作情況下,不會(hui) 產(chan) 生對人有傷(shang) 害的光輻射。
* 第二級:其輻射範圍在可見光譜區,其AEL值相當於(yu) 在第一級產(chan) 品的輻射中暴露0.25秒時的值。該級產(chan) 品需要附加警告標記,進行安全測試。
* 第三級:分成3a與(yu) 3b兩(liang) 級。3a級別對於(yu) 具有對強光正常躲避反應的人來說,不會(hui) 對裸眼造成傷(shang) 害,但是對於(yu) 通過使用透鏡儀(yi) 器進行觀察的情況,就會(hui) 對人眼造成傷(shang) 害。3b級產(chan) 品包括在200nm至1000000nm範圍內(nei) 的輻射,如果裸眼直視就會(hui) 造成意外傷(shang) 害。對其的管理及控製要比第二級嚴(yan) 格。
* 第四級:AEL在第三級以上,不但在直視時會(hui) 對人眼造成傷(shang) 害,在其他情況下也會(hui) 造成以外傷(shang) 害。不但對眼睛,也可能傷(shang) 及皮膚,甚至引起火災。對該類產(chan) 品要進行嚴(yan) 格的管理及控製。
根據CDRH標準,對於(yu) 使用1550nm激光器以及單模光纖的光纖通信係統,第一級產(chan) 品的輸出功率應在8.5mW以下,大於(yu) 500mW就是第四級。根據IEC標準,對於(yu) 使用1550nm激光器以及單模光纖的光纖通信係統,第一級產(chan) 品的輸出功率應在10mW以下,小於(yu) 50mW是3級,大於(yu) 500mW就是第四級。
在光通信係統中引入光纖放大器之後,由於(yu) 光纖放大器的輸出功率大於(yu) 一般的半導體(ti) 激光器,作為(wei) 激光器產(chan) 品的一種,其使用的輻射安全性也受到大家的關(guan) 注。國際電聯(ITU-T)在製定光通信係統,特別是使用光纖放大器的係統(如波分複用)的標準時,也考慮到了激光器的安全使用問題,在一些建議如G.691、G.692、G.664、G.957等中,都引入了IEC825的相關(guan) 定義(yi) 與(yu) 說明。
同時,我們(men) 注意到,係統的光安全級別與(yu) 係統中的器件的安全級別是不一樣的。一個(ge) 設計良好的係統可以很好的避免其器件引起的意外傷(shang) 害,而一個(ge) 設計不周的係統可能會(hui) 使器件對人身的傷(shang) 害變得更嚴(yan) 重。
因此,國際電聯在光通信係統中考慮安全性時除了引用IEC和CDRH相關(guan) 標準對器件進行相應規範外,更從(cong) 係統級別對安全性進行了考慮,提出了ALS、APR、APSD等概念。
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