ГОСТ Р МЭК 60825-1— 2009
Нелинейные эффекты
Л
азеры с короткими импульсами, характеризующиеся высокой пиковой мощностью (например, с модулиро ванной
добротностью или с синхронизацией мод), могут вызывать повреждение ткани при различных комбинаци ях
механизмов передачи энергии. Энергия воздействует на биологическую мишень в течение очень короткого
времени, и поэтому создается высокая облученность. Ткани мишени нагреваются так быстро, что жидкие компо
ненты клеток преобразуются в газ. В большинстве случаев эти фазовые изменения происходят так быстро и
имеют такой взрывной характер, что клетки разрываются. Возникшие перепады давления создают вокруг ожогово
го центра круглую зону разрыва. Подобные перепады давления могут создаваться тепловым расширением и
приводить к травмам тканей, удаленных от поглощающих слоев, в результате объемного физического смещения.
При облучении с субнаносекундной длительностью приблизительно от 10 лс до 1 нс вследствие самофоку
сировки глаз в них концентрируется энергия коллимированного пучка лазера, что приводит к понижению порога
безопасной экспозиции. Также проявляются другие нелинейные оптические механизмы, которые играют роль в
повреждении сетчатки глаза в субнаносекундном диапазоне.
Все вышеописанные механизмы повреждения воздействуют на сетчатку, влияют на точки прерывания про
граммы или изменяют значение уровней безопасной экспозиции, приводимых в настоящем стандарте.
D.2. 2 Опасность повреждения глаза
Краткое описание анатомии глаза дано в В.1 (см. приложение В). Глаз специально приспособлен для
приема и преобразования оптического излучения. Поглощающее свойство глаза по отношению к излучению с
различными длинами волн показано на рисунке В.2 (см. приложение В). Патологические изменения, вызывае мые
чрезмерным облучением, приведены в таблице D.1. Механизмы термического влияния показаны на рисунке D.2.
Л
азеры, излучающие в ультрафиолетовом и дальнем инфракрасном диапазоне, представляют опасность для
роговой оболочки глаза, а системы, излучающие в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, могут
воздействовать на сетчатку.
Л
азеры видимого и ближнего инфракрасного диапазонов особенно опасны для глаза, поскольку глаз в силу
своих свойств является эффективным преобразователем света, в результате чего ткани с сильной пигментацией
подвергаются энергетической экспозиции высокого уровня. Возрастание облученности от роговой оболочки сет
чатки к внутренним частям глаза примерно пропорционально отношению площади зрачка к площади изображе
ния на сетчатке. Это возрастание обусловлено тем. что свет, прошедший через зрачок, фокусируется в «точке» на
сетчатке. Зрачок имеет переменную апертуру, но его диаметр может достигать 7 мм при максимальном расшире
нии. что характерно для молодого возраста. Изображение на сетчатке, соответствующее такому зрачку, может
иметь диаметр от 10 до 20 мкм. Возрастание облученности от роговой оболочки к сетчатке составляет от 2 • 10
5
до
5
-
10
е.
Т а б л и ц а D.1 — Патологические изменения, связанные с чрезмерным облучением светом
Спектральный диапазон МКО *
Глаз
Кожа
Ультрафиолетовый С
(180 — 280 нм)
Фотокератит
Эритема
(солнечный ожог).
Процессы ускоренного старения
кожи.
Увеличение пигментации
Ультрафиолетовый В
(280 — 315 нм)
Ультрафиолетовый А
(315 — 400 нм)
Фотохимическая катаракта
Потемнение пигмента.
Фоточувствительные реакции
Видимый
(400 — 780 нм)
Фотохимическое и тепловое
повреждение сетчатки
Инфракрасный А
(730— 1400 нм)
Катаракта, ожог сетчатки
Ожог кожи
Инфракрасный В
(1,4 — 3.0 мкм)
Отек, катаракта,
ожог роговой оболочки
Инфракрасный С
(3.0 мкм — 1 мм)
Только ожог роговой оболочки
а Спектральные диапазоны, определенные МКО. следует использовать для описания биологических
изменений, при этом надо учитывать, что они могут не полностью соответствовать спектральным диапазонам в
таблицах значений МВЭ.
58