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激光的特性与伤害

发布时间:2013-06-08

激光的特性与伤害

目前,激光在当代的应用可谓是越来越广泛,通过对上一遍文章的了解,我们也大致已经对激光多多少少有所了解了,现在我们就继续来深入了激光,关于激光的其它特性、激光的发展时间表、激光的伤害(激光的第1级、第2级、第3a/R级、第3b/B级、第4级)。
激光
激光

激光的其它特性

激光有很多特性:首先,激光是单色的,或者说是单频的。有一些激光器可以同时产生不同频率的激光,但是这些激光是互相隔离的,使用时也是分开的。其次,激光是相干光。相干光的特征是其所有的光波都是同步的,整束光就好像一个“波列”。再次,激光是高度集中的,也就是说它要走很长的一段距离才会出现分散或者收敛的现象。

激光(LASER)是上世纪60年代发明的一种光源。LASER是英文的“受激放射光放大”的首字母缩写。激光器有很多种,尺寸大至几个足球场,小至一粒稻谷或盐粒。气体激光器有氦-氖激光器和氩激光器;固体激光器有红宝石激光器;半导体激光器有激光二极管,像CD机、DVD机和CD-ROM里的那些。每一种激光器都有自己独特的产生激光的方法。

激光的发展时间表

1917年:爱因斯坦提出“受激发射”理论,一个光子使得受激原子发出一个相同的光子。

1953年:美国物理学家Charles Townes用微波实现了激光器的前身:微波受激发射放大(英文首字母缩写maser)

1957年:Townes的博士生Gordon Gould创造了“laser”这个单词,从理论上指出可以用光激发原子,产生一束相干光束,之后人们为其申请了专利,相关法律纠纷维持了近30年。

1960年:美国加州Hughes 实验室的Theodore Maiman实现了第一束激光

1961年:激光首次在外科手术中用于杀灭视网膜肿瘤。

1962年:发明半导体二极管激光器,这是今天小型商用激光器的支柱。

1969年:激光用于遥感勘测,激光被射向阿波罗11号放在月球表面的反射器,测得的地月距离误差在几米范围内。

1971年:激光进入艺术世界,用于舞台光影效果,以及激光全息摄像。英国籍匈牙利裔物理学家Dennis Gabor凭借对全息摄像的研究获得诺贝尔奖。

1974年:第一个超市条形码扫描器出现

1975年:IBM投放第一台商用激光打印机

1978年:飞利浦制造出第一台激光盘(LD)播放机,不过价格很高

1982年:第一台紧凑碟片(CD)播放机出现,第一部CD盘是美国歌手Billy Joel在1978年的专辑52nd Street。

1983年:里根总统发表了“星球大战”的演讲,描绘了基于太空的激光武器

1988年:北美和欧洲间架设了第一根光纤,用光脉冲来传输数据。

1990年:激光用于制造业,包括集成电路和汽车制造

1991年:第一次用激光治疗近视,海湾战争中第一次用激光制导导弹。

1996年:东芝推出数字多用途光盘(DVD)播放器

2008年:法国神经外科学家使用广导纤维激光和微创手术技术治疗了脑瘤

2010年:美国国家核安全管理局(NNSA)表示,通过使用192束激光来束缚核聚变的反应原料、氢的同位素氘(质量数2)和氚(质量数3),解决了核聚变的一个关键困难。

激光的伤害

激光波长与眼睛伤害:在激光的伤害中,以机体中眼睛的伤害最为严重。波长在可见光和近红外光的激光,眼屈光介质的吸收率较低,透射率高,而屈光介质的聚焦能力(即聚光力)强。强度高的可见或近红外光进入眼睛时可以透过人眼屈光介质,聚积光于视网膜上。此时视网膜上的激光能量密度及功率密度提高到几千甚至几万倍,大量的光能在瞬间聚中于视网膜上,致视网膜的感光细胞层温度迅速升高,以至使感光细胞凝固变性坏死而失去感光的作用。激光聚于感光细胞时产生过热而引起的蛋白质凝固变性是不可逆的损伤。一旦损伤以后就会造成眼睛的永久失明。
激光
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激光的波长不同对眼球作用的程度不同,其后果也不同。远红外激光对眼睛的损害主要以角膜为主,这是因为这类波长的激光几乎全部被角膜吸收,所以角膜损伤最重,主要引起角膜炎和结膜炎,患者感到眼睛痛,异物样刺激、怕光、流眼泪、眼球充血,视力下降等。发生远红外光损伤时应遮住保护伤眼,防止感染发生,对症处理。
紫外激光对眼的损伤主要是角膜和晶状体,此波段的紫外激光几乎全部被眼的晶状体吸收,而中远以角膜吸收为主,因而可致晶状体及角膜混浊。

激光器通常都会标示有着安全等级编号的激光警示标签:

激光的第1级 (Class I/1):通常是因为光束被完全的封闭在内,例如在CD或DVD播放器内。

激光的第2级 (Class II/2):在正常使用状况下是安全的,这类设备通常功率低于1mW,例如激光指示器。

激光的第3 a/R级 (Class IIIa/3R):功率通常会达到5mW,注视这种光束几秒钟会对视网膜造成立即的伤害。

激光的第3b/B级 (Class IIIb/3B):在暴露下会对眼睛造成立即的损伤。

激光的第4级 (Class IV/4):激光会烧灼皮肤,即使散射的激光光也会对眼睛和皮肤造成伤害。

本文我们为大家深入讲解激光的其它特性、激光的发展时间表、激光的伤害(激光的第1级、第2级、第3a/R级、第3b/B级、第4级)。希望对有需要的读者有所帮助。

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