在了解激光燈的安全等級之前,首先必須了解激光燈。
什么是激光燈?
激光燈是一種利用激光技術產生高度聚焦、單色性極強的光線,以創造特殊視覺效果的設備。其核心部件通常包含激光源、光學調制系統(如掃描振鏡)、控制電路等。通過精確控制激光的發射方向、顏色和強度,激光燈能夠在空間中投射出精細的光點、線條或復雜的圖案與文字。
激光燈的工作原理是怎樣的?
大多數激光燈采用固體激光器,尤其是YAG固體激光器,它利用氪燈激發Nd:YAG晶體棒產生激光。激光束經過特定頻率的變頻后,可轉換成不同顏色的可見光,最常見的是綠色。通過計算機控制的高速振鏡系統,這些光束被快速而精確地反射到空中或屏幕上,形成所需的圖案或文字。
激光燈的種類
激光燈主要可以分為以下幾種類型:
工業激光燈:用于精確測量、定位、切割、焊接等工業生產過程。
娛樂激光燈:常用于演唱會、夜店、舞臺表演等場合,以創造炫目的視覺效果。
教育科研激光燈:在教學演示、天文觀測、實驗室研究中作為指示或測量工具。
安全監控激光燈:例如紅外激光燈,用于夜視監控系統的補光,增強攝像頭在低光環境下的可視性。
動畫激光燈:具備多樣化控制模式,能隨音樂節奏或預設程序變化圖案,增添動態效果。
激光燈的應用
娛樂行業:演唱會、夜總會、迪廳等場所的光影秀。
廣告與展示:戶外廣告、產品發布會的視覺吸引。
科學研究:作為精密測量工具或在實驗中作為指示光源。
安全監控:為夜間監控攝像頭提供照明,增強圖像清晰度。
教育演示:課堂教學、天文館展示宇宙模型等。
激光燈的安全性問題
激光燈的安全性是一個重要考慮因素,因為激光束的能量集中,特別是高功率激光燈可能對人眼造成嚴重傷害,甚至永久性損害。因此,激光燈被劃分為不同類別,根據其輸出功率和潛在危險程度,從一類(低風險)到四類(高風險)。使用激光燈時,應遵守相應的安全規范,比如佩戴防護眼鏡、避免直接照射眼睛、確保激光設備不被非專業人員操作等。部分國家和地區要求激光產品必須符合特定的安全標準,并獲得如美國FDA的認證才能銷售和使用。
從激光燈的工作原理、激光燈的應用以及激光燈的安全性問題,我們不難發現對激光燈的安全等級劃分,完全是基于現實考慮,因為激光燈作為一款激光產品,其對人眼的危害是潛在存在的,所以才有了激光安全等級的說法。
激光燈的安全等級
激光燈的安全等級,目前按照國際和國內標準,一共分為四個安全等級。
1類激光
風險較低,并且在合理可預見的使用下是安全的,包括使用光學儀器進行光束內觀察。
1M類激光
波長在302.5nm到4000nm之間,除非與光學輔助設備(例如雙筒望遠鏡)一起使用,否則是安全的。
2類激光
波長在400nm到700nm之間,不允許可接觸輻射超過2類AEL輻射水平的激光。該波長范圍之外的任何發射都必須低于1類AEL。
2M類激光
波長在400nm到700nm之間,用光學儀器觀察時具有潛在危險。該波長范圍之外的任何輻射都必須低于1M類AEL。
3R類激光波長范圍在302.5nm和106nm之間,具有潛在危險,但風險低于3B類的激光。對于400nm和700nm之間的波長,可達輻射限值在2類AEL的5倍以內,對于該區域以外的波長,在1類AEL的5倍以內。
3B類激光直接觀察光束條件下通常是危險的,但在觀察漫反射時通常是安全的。
4類激光
在光束內和漫反射觀察條件下都是危險的。可能導致皮膚受傷,并且是潛在的火災隱患。
一般來說不同等級的激光燈針對不同的波長,其中四個大等級又分為七個小等級。整體的劃分等級還是按照class1到class4來劃分的。
激光燈安全等級標準有哪些呢?
激光燈安全等級標準,目前主要有三大標準,分為國內標準、國際標準、美國標準。
國內標準是GB 7247.1激光安全標準,GB7247.1整體標準內容是依據國際標準來的。
國際標準是IEC 60825-1激光安全標準,也是目前使用最廣泛的一個國際性激光安全標準,哪怕是我們國內的GB 7247.1標準,也是對標IEC 60825-1標準來制定的。
整體來說IEC 60825-1標準適用范圍覆蓋全世界大多數國家,其對激光安全做出的標準規范,也被世界上大多數國家接受。目前這一標準是由國際電工委制定的。
美國標準是21 CFR 1040.10激光安全標準,21 CFR 1040.10標準主要是美國FDA即美國食品與藥物管理局制定的。
也許您會很疑惑,為啥激光燈安全等級會經過美國食品與藥物管理局的審批,雖然這個機構最初只是管理食品、化妝品、醫療器械類產品的監管工作,但實際上,美國食品藥品管理局實施安全監管范圍很廣。
因為最初FDA只是監管藥品包括醫療器械類產品,但是由于激光的廣泛應用,激光醫療產品發展速度很快,所以FDA從最初的藥品、醫療器械監管,慢慢的延申到更廣泛的領域,設備儀器與放射健康中心是FDA的分支機構,設備儀器與放射健康中心除了對一般性醫療器械進行監管,還負責對具有輻射性的非醫療器械的安全性能進行監管,這些設備包括手機、機場行李檢測設備、電視接收器、微波爐、紫外線保健房和激光產品。
所以激光產品檢測就這樣被納入了FDA監管范疇,激光燈作為激光產品中的一員,也必須接受FDA監管,尤其是國內的激光燈制造商,如果想將產品出口到美國,或者在亞馬遜等美國電商平臺上銷售激光燈,就必須做激光燈FDA認證。
而激光燈FDA認證時就需要提供激光安全等級檢測報告。
激光安全等級的使用范圍非常廣,無論是在國內還是國外,激光產品上市銷售都必須符合激光安全等級的要求。
中國要求:目前激光人眼安全在國內沒有強制性認證要求,但有強制性標準GB 7247.1,國內上市激光產品需滿足激光人眼安全要求。需要注意的是GB 7247.1采標IEC 60825-1。
美國要求:激光產品進入美國需要滿足FDA輻射放射的要求。除了限值激光產品的設計和結構上滿足人眼激光安全要求。制造商還要能保證良好生產規范使得批量產品持續滿足要求。FDA通過產品型式試驗+企業質量控制系統要求的方式,要求制造商進行首次報告和年度報告。測試標準可以為21 CFR 1040.10,也可以為IEC 60825-1+Notice 56差異。
其他國家:國際上包括歐洲和其他主要地區均可采用IEC 60825-1(但須注意歐盟EN 60825-1有A11增補,以及需要考慮消費類激光要求EN 50689)。
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