文稿/成都希德光安全科技有限公司

激光會(hui) 對人眼造成不可逆的永久損傷(shang) ，輕則引起用眼疲勞，重則引起永久失明，這是激光安全準則中時常警醒大家的一句話。但是激光到底是如何對人眼造成損傷(shang) 的呢？接下來的文章就為(wei) 大家詳細講一講這個(ge) 問題。

要說到眼睛的損傷(shang) ，首先應該熟悉的是眼睛的構造。所以我們(men) 先來看一看眼睛的一些基礎構造和功能。圖1展示了人眼的基本構造，眼睛的一些基本光學組織——它們(men) 分別是角膜，房水，晶狀體(ti) 和玻璃體(ti) 液。在各種組織中，最容易受到激光傷(shang) 害的組織是角膜，視網膜和晶狀體(ti) 。

圖1 人眼結構

我們(men) 再具體(ti) 來看看它們(men) 分別的功能是什麽(me) 。如圖所示，整個(ge) 眼睛最外部的是角膜。人眼的角膜的活體(ti) 組織直接暴露於(yu) 環境中，雖然外部有一層很薄的淚膜保護。淚液層的最表麵是厚度小於(yu) 0.5微米的表麵脂質單多層膜，然後在其下方是粘蛋白層，其粘蛋白濃度逐漸增加，這些使得角膜的平均折射率為(wei) 1.376，這些成分提供了眼睛70％左右的屈光力。角膜本身也具有很高的代謝率，可以在24至48小時內(nei) 恢複活力。

瞳孔是眼睛的光圈，正常直徑長度為(wei) 2-7mm。直徑隨著年齡的增長而減小，但是如果直徑達到7毫米則可能意味著瞳孔損傷(shang) 。虹膜則是用來調整眼睛的瞳孔的圓形的有色膜，位於(yu) 角膜後方。鞏膜是密度較高的纖維殼，用來保持眼睛的球形以及承受眼睛的內(nei) 部壓力。

視網膜可能是大家最熟悉的眼部組織。它的厚度不一，一般為(wei) 0.4mm，視盤邊緣最厚，約0.5mm，中央最薄，為(wei) 0.1mm，由神經細胞的多個(ge) 複雜層組成，其中的視杆視錐層是感光組織。視網膜有視杆細胞約12000萬(wan) 個(ge) ，對弱光刺激敏感；另外有視錐細胞有650萬(wan) ～700萬(wan) 個(ge) ，對強光和顏色敏感。黃斑處於(yu) 人眼的光學中心區，是視力軸線的投影點，人眼視線的清晰都取決(jue) 於(yu) 黃斑上真實圖像的形成。黃斑中央的凹陷稱為(wei) 中央凹，是視力最敏銳的地方，視錐細胞大多集中在這裏。

晶狀體(ti) 位於(yu) 玻璃體(ti) 前麵，周圍由晶狀體(ti) 懸韌帶與(yu) 睫狀體(ti) 相連，呈雙凸透鏡狀，富有彈性。晶狀體(ti) 就像照相機裏的鏡頭一樣，對光線有屈光作用，同時也能濾去一部分紫外線，保護視網膜，但它最重要的作用是通過睫狀肌的收縮或鬆弛改變屈光度，使看遠或看近時眼球聚光的焦點都能準確地落在視網膜上。但是晶狀體(ti) 的新陳代謝緩慢，隨著年齡的增長，調節能力會(hui) 逐漸降低，形成老視現象，如果晶體(ti) 由於(yu) 各種原因造成其部分或全部混濁，則發生白內(nei) 障。

那激光會(hui) 對這些組織產(chan) 生哪些影響呢？

光對眼睛帶來的損傷(shang) 主要是由於(yu) 其吸收能量引起的溫度效應和光化學反應而引起生物損害。損傷(shang) 的主要方式取決(jue) 於(yu) 光的波長和所暴露的組織。對於(yu) 激光的危害，損壞的主要原因便是由不同部位對不同波長的光的吸收而引起的高溫造成的組織損傷(shang) 。

因此，眼睛中受傷(shang) 的部位與(yu) 激光輻射的波長直接相關(guan) 。對於(yu) 進入眼睛的激光輻射及其損傷(shang) 可大致分為(wei) ：

1.近紫外線波長（UVA）315-400 nm，大部分輻射被吸收在眼睛的晶狀體(ti) 中，紫外線穿透角膜後被晶狀體(ti) 所吸收，使晶狀體(ti) 可溶性蛋白交聯凝聚，使晶狀體(ti) 老化或變得不透明，最終發生白內(nei) 障。紫外線對晶體(ti) 的影響是可累積的，因此這種影響是延遲的，並且過好幾年可能才會(hui) 出現問題。

2.遠紫外線（UVB）280-315 nm 和（UVC）100-280 nm，大部分輻射被角膜吸收。紫外線通過光化學作用會(hui) 造成角膜結膜急性損傷(shang) ，使蛋白質凝固變性，由此造成角膜上皮脫落。其中，波長280納米的紫外線對角膜的損傷(shang) 力最大，剛患病時人僅(jin) 僅(jin) 感到雙眼有異物感和輕度不適，嚴(yan) 重時會(hui) 感到燒灼、劇痛、畏光、流淚、眼瞼痙攣（睜不開眼）等。如反複發病，可引起慢性瞼緣炎和結膜炎，形成所謂的雪盲和焊眼。

3.可見（400 -760 nm）和近紅外（760-1400 nm）大部分輻射被傳(chuan) 輸到視網膜，過度暴露可能導致閃光失明或視網膜灼傷(shang) 和病變。視網膜的病變原理在於(yu) ，當位於(yu) 視網膜和鞏膜之間的脈絡膜層的血流無法調節視網膜的熱負荷時，會(hui) 在眼睛中引起熱灼傷(shang) （病變），灼傷(shang) 會(hui) 燒傷(shang) 血管而引發玻璃體(ti) 液的繼發性出血，這會(hui) 使視野範圍以外的視線模糊不清。雖然視網膜可以修複輕微的損傷(shang) ，但視網膜黃斑區域（即視力最敏銳的區域）的重大損傷(shang) 是導致視力或暫時失明，或甚至永久視力喪(sang) 失的主要原因之一。

4.遠紅外線（1400 nm-1 mm）大部分輻射被傳(chuan) 輸到角膜，過度暴露於(yu) 這些波長會(hui) 導致角膜燒傷(shang) 。波長較長的紅外線還會(hui) 穿透眼部的組織落在視網膜上，對視網膜會(hui) 造成傷(shang) 害，特別是對黃斑區造成傷(shang) 害，形成黃斑病變。

其次，暴露的持續時間也是眼損傷(shang) 的重要原因。例如，如果激光是可見波長（400至700 nm），光束功率小於(yu) 1.0 mW，曝光時間小於(yu) 0.25秒（厭光反應響應時間），視網膜則不會(hui) 由於(yu) 光束暴露時間過長而收到損害。1類，2a類和2類（激光分類見注釋）激光屬於(yu) 這類情況，因此通常不會(hui) 造成視網膜危害。不幸的是，在3a，3b或4類激光器的光束或鏡麵反射觀察以及4類激光器的漫反射可能會(hui) 造成這樣的傷(shang) 害，因為(wei) 光束功率過大，這樣的情況下，0.25秒的厭光反應並不足以保護眼睛不受傷(shang) 害。

對於(yu) 脈衝(chong) 激光器，脈衝(chong) 持續時間也會(hui) 影響眼睛受傷(shang) 的可能性。持續時間少於(yu) 1 ms的脈衝(chong) 聚焦在視網膜上會(hui) 引起聲音瞬變，除了前文提到的熱損傷(shang) 外，還會(hui) 導致嚴(yan) 重的其他物理損傷(shang) 並引發出血。現在，許多脈衝(chong) 激光器的脈衝(chong) 持續時間都小於(yu) 1皮秒。美國國家標準學會(hui) 的ANSI Z136.1標準中定義(yi) 了預期的可能對眼睛造成傷(shang) 害的情況下（在特定的暴露條件下）眼睛可以接受的最大允許暴露量（MPE）。如果超過了MPE，則可能導致眼睛受傷(shang) 的可能性大大增加。因為(wei) 由於(yu) 眼睛的焦距放大倍數（光學增益）約為(wei) 100,000倍，激光視網膜損傷(shang) 可能會(hui) 很嚴(yan) 重，這意味著進入眼睛的1 mW / cm2的輻照度在到達視網膜時將增加到100 W / cm2。

最後，也是最重要的一點：切勿在任何情況下收到任何激光束的直射！此外還應注意防止激光束反射進入眼睛，這也是為(wei) 什麽(me) 國際上提倡激光工作時務必要佩戴激光防護鏡，以減少眼鏡受到的瞬間意外或慢性激光傷(shang) 害。

注釋：對於(yu) 可見光激光，美國國家標準學會(hui) 根據人眼的受損傷(shang) 程度將激光分為(wei) 不同等級，等級如下：1M，2，2A，2M，3A，3R，3B，4，其中包含了對於(yu) 功率，脈衝(chong) 頻率和安全防護的敘述。