激光广泛地应用于医疗、工业、教育、娱乐及美容等方面，为我们及日常生活带来不少方便。市面上的激光产品多不胜数，例如电码阅读器、激光棒、光盘机产品。在光盘机及一些通讯设备中，激光辐射能量是封闭在系统内，对使用者并无危险。但在某些应用于医疗或工业用的激光装置中，激光发射的能量是向外的，如不适当使用对眼睛和皮肤有潜在危害。

 

　　激光是一种波长范围从极短的紫外线直至远红外的相关电磁辐射能量，属于非电离电磁辐射的一种。激光(俗称「激光」)(Laser)一词，是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的缩写。意思是指藉着受激光辐射而产生或放大的光波。激光是属于强烈、高凝聚性、单方向及单色的光波，包括肉眼可见及不可见的光束。激光现今普遍应用于家居、商业、工业、学术、科研及医疗方面，例如表演事业、切割、焊接工序、美容、外科手术及光导纤维通讯系统等设备中。

 

激光装置的基本结构

 

　　所有激光装置均由三个基本单元构成：

 

　　1.　活性工作介质(固体、液体或气体)，主要决定激光的波长。

 

　　2.　能源(例如电流、增压光源或化学反应)。

 

　　3.　谐振穴及输出偶联装置(一般是两面镜子)。

 

　　大多数非实验室用的激光装置均有光束释放系统，如光导纤维或弯折式反射镜，把激光束引至工作站并聚焦，待进行焊接于物质材料上。在激光装置中，由增压光源泵将同一种原子或份子趋向激发状态，这时光子(光能的「颗粒」)可刺激处于激发态的原子或份子射出同样能量(波长)的第二光子，并和第一光子以同相位(相干的)和同方向运行。这就是光的2倍放大。这一过程以联锁反应方式反复进行并在谐振穴的反射镜之间重复反射。其中一面反射镜部份透明的，因而部份光能得以从谐振穴中释出成为激光束。虽然实际构造是将两面平行反射镜弯曲以形成较稳定的谐振穴，但基本原理是一样的。

 

　　由于激光装置在使用时(有时称为「激光态」)能产生非常准直的光辐射速(例如紫外线、可见光或红外辐射能量)，故其危害的作用距离相当远，这与在一般工作场所遇到的各类危害因素极不相同。正因如此，操作人员和劳动保护专家对激光的防护格外注意。不过，只要做足防护措施，便能够安全使用激光装置。

 

激光的潜在危害

 

　　激光器的射束既能损害眼睛，也能使皮肤受损，高等级的激光器可使皮肤灼伤。如果眼睛暴露于目前普遍使用的激光器射束中，则极易受伤。可见或近红外波段激光器射束容易透过视觉介质。它同时被晶状体聚焦而使光能量高度集中于视网膜，经色素上皮组织吸收而转换成热能造成视网膜灼伤，灼伤留下的斑疤可导致视力受损。如果受损部份位于视网膜中心的斑点上，视力将严重受损。激光器(如红外波段的二氧化碳激光器)的辐射易被体表的细胞组织吸收，导致角膜损伤，使角膜受损，进而使角膜结斑或可引致失明。

 

　　应用激光装置也可能引致一些附带的危险，例如：

 

化学性危害

 

　　激光设备的运作当中涉及许多不同种类的化学物质，某些化学激光器甚至含有毒性物质。处理及弃置过程必需极为小心，并依照生产商所建议的程序处理。

 

触电危害

 

　　高压设备存在触电危害。一般高压设备都设在密封的系统内，因此日常操作并不会触电危害，但在维修及保养期间却较易会触电。负责设备维修及保养的人员必须注意安全。

 

火警╱爆炸危害

 

　　一些高功率的激光除可导致皮肤及眼睛受损外，还会构成火灾╱甚至爆炸的危险。特别是四周存有易燃气体时，使用这类激光产品时务须要格外小心。

 

吸入有害气体

 

　　在高功率的激光产品(如激光铸模机器及激光烧焊器)的运作过程中，会产生有毒气体及蒸气，对周围环境及工人的健康造成不良影响。另外，一些激光产品可能含有有毒气体：例如一氧化碳。所以，必须保持工作环境的通风良好。

 

激光危险分级

 

　　世界各国都有使用激光的安全标准，而且内容相若(ANSI; IEC)。这些标准都使用一套共同的危险分级系统，即根据激光的输出能量和引起损伤的能力把他们分为四类，再根据不同等级(分类)制订相应的安全防护措施。

 

　　在香港，一般而言有关激光安全的标准均可参考国际电工委员会(IEC)的标准(IEC 60825)、美国国家标准(ANSIZ136)或其他相关的激光安全标准。

 

　　根据ICE60825.1:2001国际电工技术委员会的标准，激光产品可分为下列类别：

 

(a)  1类激光产品：这种激光在合理可预见的操作情况下操作是安全的，包括利用视光仪器直视光束。 

　 　

(b)  1M类激光产品：在合理可预见的操作情况下操作是安全的，但若利用视光仪器直视光束，便可能会造成危害。 

　 　

(c)  2类激光产品：这种激光的波长范围为400nm至700nm，通常可通过眼睛对光的回避反应(包括眨眼)提供足够保护。这种反应在合理可预见的操作情况下应可提供足够的保护，包括利用视光仪器直视光束。 

　 　

(d)  2M类激光产品：这种激光的波长范围为400nm至700nm，通常可由眼睛对光的回避反应(包括眨眼)提供足够保护。不过，若使用者利用视光仪器直视光束，便会造成较大危害。 

　 　

(e)  3R类激光产品：这种激光的波长范围为302.5nm至106 nm，直视光束有潜在危害，但风险比3B类激光为低，其制造要求和对运用方面的管制措施亦较3B类激光为少。这类产品的可达发射极限不得超过波长范围为400nm至700nm的2类产品的5倍，在其他波长范围内亦不许超过1类产品的5倍。 

　 　

(f)  3B类激光产品：直视光束通常会造成危害的激光(即在标称危害眼睛距离)。一般而言，以肉眼直视漫反射的激光是无害的。 

　 　

(g)  4类激光产品：能产生有害的漫反射激光，并可灼伤皮肤及酿成火警，使用这类产品时须格外小心。

激光安全标准

 

　　许多国家都有符合国际电工委员会(IEC)的国际标准的激光安全标准。IEC标准825-1(1993)是为制造商而制订的，同时亦为使用者提供了防护指引。所有激光产品必须计算出上述激光安全性分类等级，凡属于2-4级的产品上必须有警示标志。#p#分页标题#e#

 

有关使用激光设备的规例

 

　　虽然激光的使用十分广泛，但现时香港并没有专门管制使用激光设备的规例。因此，使用激光的安全主要是依靠使用者的自我监管。以下是目前与激光设备有关的条例和安全守则：

 

1.  由机电工程署执行的《电力条例及电气产品(安全)规例》，条例内容涉及如有关家用电器用品内的激光装置，例如激光唱机。 

　 　

2.  由香港海关执行的《消费品安全条例》，有关内容包括电池式的激光教具。 

　 　

3.  由食物环境卫生署执行的《公众娱乐场所条例》，条例所涉及的部份包括激光表演或演出。 

　 　

4.  由影视及娱乐事务管理处执行的《游戏机中心条例》。其中有关的内容涉及使用激光的游戏机管制措施。 

　 　

5.  由劳工处执行的《工厂及工业经营条例及职业安全健康条例》。 

　 　

6.  现时本港并没有对入口及售卖激光产品有特别牌照的要求。 

　 　

7.  对于医疗用的激光设备，香港医学有一套激光设备使用守则。 

　 　

8.  香港政府一个关注激光安全的工作小组于1991年出版激光安全实务守则。

安全措施

 

　　激光安全性分级为制订相应的防护措施提供了极大方便，原则上等级越高，防护要求则越严格。

 

　　实际上，若能够把激光装置都设计为封闭式，即光源与激光光路全部屏蔽，这样就不会存在任何危险，即属1级安全等级。但若不能设计为全封闭式，则必须向操作者提供安全培训和采用危险控制措施。

 

　　对于2级安全标准的激光，除了严禁直接对着人体眼睛照射外，没有其他防护要求。超过2级的必须有安全防护措施。

 

　　3级或4级的激光装置即使无法设计成全封闭的，也应进行光路屏蔽，如采用管道、隔板、遮光罩等，尽量减低激光对操作者眼睛的伤害。

 

　　3级或4级的激光装置若不能全部设计为封闭式，应在工作场所指定的激光危险区，限制进入该区的人数。进入激光束危险区内者须配戴激光护目镜。在大部份研究实验室内较多采用平行激光。故危险区包括整个实验控制区，在使用聚焦激光束装置的场合的的范围较少，不必包括整个房间。

 

　　在巿面上出售的大部份激光装置都必须有控制锁，以防止在无防护条件的环境中误用或滥用该装置。

 

　　毋须使用激光装置时应予以封闭，使非操作者无法开启。

 

　　在启动和校准激光装置时容易使眼睛受损，故需要采取特别的防护装置。

 

　　激光护目镜是根据职业接触限制的规定设计的，其防护性能以光学密度(或称ODs，即遮光系数的对数值)表示。它反映某特定激光的波长与接触时间的函数关系。在欧洲已经有关于眼睛(激光)防护的条例，而美国的国家标准在ANSI Z 136.1和ANSI Z 136.3条款中亦有更详细的规定。

 

培训

 

　　在研究实验室及工厂中发生的激光事故经调查后发现有一个共同的缺点：操作员缺乏完善的安全技术培训。激光安全培训应针对仪器的种类及其设计用途进行，对象是激光装置的操作员。

 

激光测定

 

　　一般没有必要在工作场所监测激光辐射的危险水平。这与对其他危害因素的规定大不相同。由于激光束的指向性很强，并不能随意改变光路，而激光辐射检测仪价格昂贵，结构复杂，一般的安全规定都不须作现场监测，反而是强调控制激光装置的危险等级，故应由仪器供应商负责测定其装置是否符合标准。

 

结论

 

　　尽管激光应用的历史较短，但大部份使用者在使用时均采取安全防护措施。使用激光时的关键要求是，采用封闭式的装置，否则必须向操作者提供安全培训和采用防护措施。

 

*  资料来源：国际电工技术委员会标准及ILO Encylopaedia of Occupational Health and Safety 1998. ICE60825.1:2001

 

 

　　激光广泛地应用于医疗、工业、教育、娱乐及美容等方面，为我们及日常生活带来不少方便。市面上的激光产品多不胜数，例如电码阅读器、激光棒、光盘机产品。在光盘机及一些通讯设备中，激光辐射能量是封闭在系统内，对使用者并无危险。但在某些应用于医疗或工业用的激光装置中，激光发射的能量是向外的，如不适当使用对眼睛和皮肤有潜在危害。

 

　　激光是一种波长范围从极短的紫外线直至远红外的相关电磁辐射能量，属于非电离电磁辐射的一种。激光(俗称「激光」)(Laser)一词，是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的缩写。意思是指藉着受激光辐射而产生或放大的光波。激光是属于强烈、高凝聚性、单方向及单色的光波，包括肉眼可见及不可见的光束。激光现今普遍应用于家居、商业、工业、学术、科研及医疗方面，例如表演事业、切割、焊接工序、美容、外科手术及光导纤维通讯系统等设备中。

 

激光装置的基本结构

 

　　所有激光装置均由三个基本单元构成：

 

　　1.　活性工作介质(固体、液体或气体)，主要决定激光的波长。

 

　　2.　能源(例如电流、增压光源或化学反应)。

 

　　3.　谐振穴及输出偶联装置(一般是两面镜子)。

 

　　大多数非实验室用的激光装置均有光束释放系统，如光导纤维或弯折式反射镜，把激光束引至工作站并聚焦，待进行焊接于物质材料上。在激光装置中，由增压光源泵将同一种原子或份子趋向激发状态，这时光子(光能的「颗粒」)可刺激处于激发态的原子或份子射出同样能量(波长)的第二光子，并和第一光子以同相位(相干的)和同方向运行。这就是光的2倍放大。这一过程以联锁反应方式反复进行并在谐振穴的反射镜之间重复反射。其中一面反射镜部份透明的，因而部份光能得以从谐振穴中释出成为激光束。虽然实际构造是将两面平行反射镜弯曲以形成较稳定的谐振穴，但基本原理是一样的。

 

　　由于激光装置在使用时(有时称为「激光态」)能产生非常准直的光辐射速(例如紫外线、可见光或红外辐射能量)，故其危害的作用距离相当远，这与在一般工作场所遇到的各类危害因素极不相同。正因如此，操作人员和劳动保护专家对激光的防护格外注意。不过，只要做足防护措施，便能够安全使用激光装置。

 

激光的潜在危害

 

　　激光器的射束既能损害眼睛，也能使皮肤受损，高等级的激光器可使皮肤灼伤。如果眼睛暴露于目前普遍使用的激光器射束中，则极易受伤。可见或近红外波段激光器射束容易透过视觉介质。它同时被晶状体聚焦而使光能量高度集中于视网膜，经色素上皮组织吸收而转换成热能造成视网膜灼伤，灼伤留下的斑疤可导致视力受损。如果受损部份位于视网膜中心的斑点上，视力将严重受损。激光器(如红外波段的二氧化碳激光器)的辐射易被体表的细胞组织吸收，导致角膜损伤，使角膜受损，进而使角膜结斑或可引致失明。

 

　　应用激光装置也可能引致一些附带的危险，例如：

 

化学性危害

 

　　激光设备的运作当中涉及许多不同种类的化学物质，某些化学激光器甚至含有毒性物质。处理及弃置过程必需极为小心，并依照生产商所建议的程序处理。

 

触电危害

 

　　高压设备存在触电危害。一般高压设备都设在密封的系统内，因此日常操作并不会触电危害，但在维修及保养期间却较易会触电。负责设备维修及保养的人员必须注意安全。

 

火警╱爆炸危害

 

　　一些高功率的激光除可导致皮肤及眼睛受损外，还会构成火灾╱甚至爆炸的危险。特别是四周存有易燃气体时，使用这类激光产品时务须要格外小心。

 

吸入有害气体

 

　　在高功率的激光产品(如激光铸模机器及激光烧焊器)的运作过程中，会产生有毒气体及蒸气，对周围环境及工人的健康造成不良影响。另外，一些激光产品可能含有有毒气体：例如一氧化碳。所以，必须保持工作环境的通风良好。

 

激光危险分级

 

　　世界各国都有使用激光的安全标准，而且内容相若(ANSI; IEC)。这些标准都使用一套共同的危险分级系统，即根据激光的输出能量和引起损伤的能力把他们分为四类，再根据不同等级(分类)制订相应的安全防护措施。

 

　　在香港，一般而言有关激光安全的标准均可参考国际电工委员会(IEC)的标准(IEC 60825)、美国国家标准(ANSIZ136)或其他相关的激光安全标准。

 

　　根据ICE60825.1:2001国际电工技术委员会的标准，激光产品可分为下列类别：

 

(a)  1类激光产品：这种激光在合理可预见的操作情况下操作是安全的，包括利用视光仪器直视光束。 

　 　

(b)  1M类激光产品：在合理可预见的操作情况下操作是安全的，但若利用视光仪器直视光束，便可能会造成危害。 

　 　

(c)  2类激光产品：这种激光的波长范围为400nm至700nm，通常可通过眼睛对光的回避反应(包括眨眼)提供足够保护。这种反应在合理可预见的操作情况下应可提供足够的保护，包括利用视光仪器直视光束。 

　 　

(d)  2M类激光产品：这种激光的波长范围为400nm至700nm，通常可由眼睛对光的回避反应(包括眨眼)提供足够保护。不过，若使用者利用视光仪器直视光束，便会造成较大危害。 

　 　

(e)  3R类激光产品：这种激光的波长范围为302.5nm至106 nm，直视光束有潜在危害，但风险比3B类激光为低，其制造要求和对运用方面的管制措施亦较3B类激光为少。这类产品的可达发射极限不得超过波长范围为400nm至700nm的2类产品的5倍，在其他波长范围内亦不许超过1类产品的5倍。 

　 　

(f)  3B类激光产品：直视光束通常会造成危害的激光(即在标称危害眼睛距离)。一般而言，以肉眼直视漫反射的激光是无害的。 

　 　

(g)  4类激光产品：能产生有害的漫反射激光，并可灼伤皮肤及酿成火警，使用这类产品时须格外小心。

激光安全标准

 

　　许多国家都有符合国际电工委员会(IEC)的国际标准的激光安全标准。IEC标准825-1(1993)是为制造商而制订的，同时亦为使用者提供了防护指引。所有激光产品必须计算出上述激光安全性分类等级，凡属于2-4级的产品上必须有警示标志。#p#分页标题#e#

 

有关使用激光设备的规例

 

　　虽然激光的使用十分广泛，但现时香港并没有专门管制使用激光设备的规例。因此，使用激光的安全主要是依靠使用者的自我监管。以下是目前与激光设备有关的条例和安全守则：

 

1.  由机电工程署执行的《电力条例及电气产品(安全)规例》，条例内容涉及如有关家用电器用品内的激光装置，例如激光唱机。 

　 　

2.  由香港海关执行的《消费品安全条例》，有关内容包括电池式的激光教具。 

　 　

3.  由食物环境卫生署执行的《公众娱乐场所条例》，条例所涉及的部份包括激光表演或演出。 

　 　

4.  由影视及娱乐事务管理处执行的《游戏机中心条例》。其中有关的内容涉及使用激光的游戏机管制措施。 

　 　

5.  由劳工处执行的《工厂及工业经营条例及职业安全健康条例》。 

　 　

6.  现时本港并没有对入口及售卖激光产品有特别牌照的要求。 

　 　

7.  对于医疗用的激光设备，香港医学有一套激光设备使用守则。 

　 　

8.  香港政府一个关注激光安全的工作小组于1991年出版激光安全实务守则。

安全措施

 

　　激光安全性分级为制订相应的防护措施提供了极大方便，原则上等级越高，防护要求则越严格。

 

　　实际上，若能够把激光装置都设计为封闭式，即光源与激光光路全部屏蔽，这样就不会存在任何危险，即属1级安全等级。但若不能设计为全封闭式，则必须向操作者提供安全培训和采用危险控制措施。

 

　　对于2级安全标准的激光，除了严禁直接对着人体眼睛照射外，没有其他防护要求。超过2级的必须有安全防护措施。

 

　　3级或4级的激光装置即使无法设计成全封闭的，也应进行光路屏蔽，如采用管道、隔板、遮光罩等，尽量减低激光对操作者眼睛的伤害。

 

　　3级或4级的激光装置若不能全部设计为封闭式，应在工作场所指定的激光危险区，限制进入该区的人数。进入激光束危险区内者须配戴激光护目镜。在大部份研究实验室内较多采用平行激光。故危险区包括整个实验控制区，在使用聚焦激光束装置的场合的的范围较少，不必包括整个房间。

 

　　在巿面上出售的大部份激光装置都必须有控制锁，以防止在无防护条件的环境中误用或滥用该装置。

 

　　毋须使用激光装置时应予以封闭，使非操作者无法开启。

 

　　在启动和校准激光装置时容易使眼睛受损，故需要采取特别的防护装置。

 

　　激光护目镜是根据职业接触限制的规定设计的，其防护性能以光学密度(或称ODs，即遮光系数的对数值)表示。它反映某特定激光的波长与接触时间的函数关系。在欧洲已经有关于眼睛(激光)防护的条例，而美国的国家标准在ANSI Z 136.1和ANSI Z 136.3条款中亦有更详细的规定。

 

培训

 

　　在研究实验室及工厂中发生的激光事故经调查后发现有一个共同的缺点：操作员缺乏完善的安全技术培训。激光安全培训应针对仪器的种类及其设计用途进行，对象是激光装置的操作员。

 

激光测定

 

　　一般没有必要在工作场所监测激光辐射的危险水平。这与对其他危害因素的规定大不相同。由于激光束的指向性很强，并不能随意改变光路，而激光辐射检测仪价格昂贵，结构复杂，一般的安全规定都不须作现场监测，反而是强调控制激光装置的危险等级，故应由仪器供应商负责测定其装置是否符合标准。

 

结论

 

　　尽管激光应用的历史较短，但大部份使用者在使用时均采取安全防护措施。使用激光时的关键要求是，采用封闭式的装置，否则必须向操作者提供安全培训和采用防护措施。

 

*  资料来源：国际电工技术委员会标准及ILO Encylopaedia of Occupational Health and Safety 1998. ICE60825.1:2001