1. Фізіологічні ефекти при дії лазерного випромінювання на людину.
Безпосередній вплив на людину робить лазерне випромінювання будь-якої довжини хвилі, проте у зв'язку із спектральними особливостями уражаються органів та суттєво різними гранично допустимими дозами опромінення звичайно розрізняють дію на очі і шкірні покриви людини.
1.1. Вплив лазерного випромінювання на органи зору
Основний елемент зорового апарату людини - сітківка ока - може бути уражена лише випромінюванням видимого (від 0.4 мкм) і ближнього ІЧ-діапазонів (до 1.4 мкм), що пояснюється спектральними характеристиками людського ока (рис. 1). При цьому кришталик і очне яблуко, діючи як додаткова фокусуються оптика, істотно підвищують концентрацію енергії на сітківці, що, у свою чергу, на кілька порядків знижує максимально допустимий рівень (МДУ) опроміненого зрачка.1
1.1.1. МДУ прямого випромінювання сітківки
Крім довжини хвилі?, Необхідно враховувати також тривалість впливу світлового випромінювання. При дуже коротких імпульсів (коли не встигають спрацювати механізми теплопровідності в області сітківки) нормують щільність енергії для видимого випромінювання (0.4700 нм) до повністю невидимого ближнього ІЧ-випромінювання (?
Наведені дані за МДУ охоплюють область найбільш критичних значень параметрів опромінення зіниці ока, коли в інтервалі від 10-9 до 10 з причиною пошкодження сітківки є теплове дію сфокусованого світла при прямому спостереженні лазерного пучка, тоді як надкороткі лазерні імпульси викликають в основному термоакустіческое вплив - протоплазма клітин з-за швидкого розігріву закипає і розриває оболонку. У цьому випадку нормують щільність потужності: для видимого випромінювання МДУ становить 5? 106 Вт/м 2, для ІЧ-випромінювання - 5? 107 Вт/м2.
Тривалий (? T> 10 с) пряма дія лазерного випромінювання на сітківку призводить в основному до фотохімічним процесам її руйнування. Щоб уникнути цього (як і у випадку надкоротких імпульсів), нормують енергетичну освітленість (експозицію). Для зеленого (? = 550 нм) і більш короткохвильового (?> 400 нм) видимого світла МДУ становить 100 Дж/м2. Що стосується "теплих" кольорів (55010 c: для 1.05700 нм (темно-червоне випромінювання) і?
На перераховані МДУ опромінення орієнтуються при одноразовому впливі на-віч прямого лазерного випромінювання, фокусованої кришталиком в дуже незначна пляма на сітківці.
За наявності послідовності імпульсів не тільки ні один з них, але і усереднена опромінення не повинні перевищувати МДУ. При усередненні впливу послідовності імпульсів з тривалістю? T1 Гц МДУ одиночного імпульсу повинен бути зменшений у С5 раз:
(1.1)
Якщо тривалість окремих імпульсів? T в послідовності перевищує 10 мкс (а частота проходження f> 1 Гц), то для імпульсу тривалістю N? T за обмеження опроміненого беруть (1/N)-у частину МДУ.
Найбільш складно визначити МДУ для повторюваних серій, що складаються з певного числа імпульсів. Коли в серії не більше 10 імпульсів, її прирівнюють до одного еквівалентному імпульсу. При цьому:
1) якщо? T серії менше 10 мкс, то за тривалість еквівалентного імпульсу беруть тривалість самого короткого імпульсу у серії, а за енергетичний вплив - сумарне (повне) енергетичний вплив всієї серії;
2) якщо? T серії більше 10 мкс, то за тривалість еквівалентного імпульсу приймають сумарну тривалість парціальних імпульсів, а за енергетичний вплив - сумарне енергетичне вплив всієї серії.
Якщо в серії понад 10 імпульсів, то МДУ розраховують як для одного, нібито безперервного імпульсу, що охоплює всю послідовність.
1.1.2. МДУ для зовнішніх покривів очей людини
Невидиме УФ (0.2