为什么激光防护眼镜有那么多颜色?
来源: 阅读:134 发布时间:2023-09-28 13:32:50
为什么激光防护眼镜有那么多颜色?

对于很多激光行业的从业者来说,对激光防护眼镜绝对不陌生,但对很多人来说,对激光防护眼镜的了解并不深,大多仅限于根据公司规定,要求在什么场合用哪款就用哪款。

 

那么本文就来讲讲,为什么要在不同的场合下,使用不同颜色的激光防护眼镜。

 

激光的特点 

首先,激光防护眼镜,防护的对象是激光,孙子兵法有云:“知己知彼,方能百战不殆”,我们要先了解激光这个“对手”,才能知道激光防护眼镜为什么要这样制作及使用,从而达到防护的目的。

 

“激光”,得名于原子受激而辐射的光。原子中的电子在吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级时,所释放的能量以光子的形式放出,被引诱(激发)出来的光子束(激光),其中的光子光学特性高度一致,使得激光相比普通光源具有单色性、方向性好,亮度更高的优势。

 

用更容易理解的话说,根据中学物理知识,可见光是波长400nm-700nm左右范围的电磁波,我们通常所说的红外线、紫外线、微波、长波电台,以及X射线、伽马射线等都是具有一定波长范围的电磁波。

 

 

可见光七种颜色的波长与频率范围

 

不同于以上所说的各类具有一定波长范围的电磁波,激光由于自身产生原理,是具有特定波长的人造电磁波,特点是:

 

1、单色性好,也就是波长一致使得激光颜色更纯,如各种激光秀现场的各色激光;

 

2、方向性好,也就是激光发射后发散角小,光路更直,如测量地月距离时,可使用激光对准几十万公里以外的月面激光反射器;

 

3、亮度更高,也就是激光能量高度集中使得亮度比普通光更高。

 

激光的危害 

也正是由于激光这个“对手”的以上特性,使其对人眼具有极大的危害性。

 

当激光进入人眼时,由于眼睛的聚集特性,它的激光敏感度是皮肤的100,000倍,激光通过眼的屈光介质聚焦在视网膜上,使视网膜上的能量密度较角膜上入射的能量密度瞬间提高10000倍以上,因此极低的激光能量照射就可引起眼角膜或视网膜的永久损伤。

 

激光伤眼时,多数人会感到眼前突然闪光,继而出现一个不同颜色,不同大小的光斑或暗影,甚至眼部有冲击感。与此同时,视力会出现不同程度的下降,重者短时间内不能分清眼前物体,眼睛出现目眩及畏光。

 

需要特别注意的一点是,不要被激光里的“光”字所迷惑,并不是所有的激光都是能被人眼观察到的,比如紫外激光、红外激光、808半导体激光、铒激光、CO2激光等,都是不可见激光。紫外光(100nm-400nm)会对角膜造成伤害,400nm-1400nm的激光波长会穿透晶状体损伤视网膜,对人眼造成不可逆的伤害。1400 mm以上的激光波长相对安全,但是我们在高功率激光环境下工作,例如,在大多数高功率的纤维激光,CO2激光工作环境中,这些看不见的激光在无形中对无防护的人眼仍然会造成严重的伤害。

 

激光应用场景特点 

当我们了解了激光这个“对手”的特点与危害后,还需要清楚“对手”的“进攻策略”,我们才能制定对应的防护策略,以实现对激光的有效防护。

 

在实际工作中,我们需要根据不同的应用场景,使用不同的激光器,产生不同波长的激光。结合激光自身单色性的特点,大多一个工作场景中仅会出现一种特定波长或少数几个波长的激光,也就是说针对一个工作场景,激光环境相对简单,仅需针对特定的波长进行防护即可。因此在设计制作防护工具时,就可以专注于特定波长以实现更有效的防护。

 

同时,由于激光自身能量高的特性,特别是实际中一些高功率激光的工作环境,使得在特定的工作环境中,激光环境相较于普通的自然光环境更为“极端”,如同平地起高楼一般,没有平缓的过渡,这种极端性对防护工具的防护能力提出了更高的要求。

 

激光防护眼镜的颜色 

综上所述,面对着相对没那么复杂的应用环境(激光波长单一且固定),以及单一应用场景的极端性(激光强度高),使得必须要通过精细化的防护产品分类,来面对不同应用场景下的高效防护。

 

这时,就需要激光防护眼镜的出场了。

 

激光防护眼镜的基本原理是通过镜片镀膜以及镜片特殊材质的不同,反射、吸收自然界中不存在的人造激光,从而避免对人眼的损害。目前,主要分为吸收型、反射型以及两者结合的复合型激光防护眼镜。

 

根据以上得出的对防护眼镜的要求,为了实现“不同应用场景下的高效防护”,也就产生了目前激光防护眼镜多样化的产品线。

 

而不同产品线之间眼镜呈现出不同颜色的原因,大概有以下两点:

 

1、物理原因

上面我们提到,激光防护眼镜的原理是依靠镜片镀膜以及镜片特殊材质的不同,反射、吸收激光,其中镜片材料的不同对不同波长激光的吸收有差异,甚至有时差异很大。

 

(1)防护可见光激光

可见光激光波长范围为可见光的400-700nm范围左右,如同墨镜大多深色一样,因为可见光对深色的透过率较低,所以对可见光激光的防护中,防护眼镜需要深色打底,作为第一道防线降低可见光整体透过率;再根据激光强度高的特点,在镜片中加入专门防护特定应用场景中特定波长的“有色”染料粒子,综合使得防护可见光激光眼镜多呈现棕色、橙色、红色、深绿色等较深颜色。

 

 

(2)防护近红外激光

近红外激光与可见光波段相接,所以为了让镜片防护波段更宽(减少产品线,降低成本),所以基本不使用透明颜色镜片,为的就是降低可见光的透过率。一般对防护近红外激光的眼镜来说,防护的波段越宽,也就是对可见光的防护需求越大,镜片颜色一般也就越深,反之亦然。所以,这时的镜片颜色一般呈现淡蓝色、淡灰色、淡绿色、淡黄绿色、淡橙色(红色、棕色)等。

 

 

 

 

(3)防护紫外与铒激光、CO2激光

紫外激光(<<400nm)与铒激光(2700-3000nm)、CO2激光(10600nm)的波长距离可见光和近红外激光较远,人眼不可见,所以无需使用深色去进行防护,只需要根据防护波长的特点,针对性防护即可,所以,这时候镜片颜色就可以选择无色、近似透明的材料。

 

 

2、应用场合原因

在激光应用的主要领域之一——激光美容行业,在操作过程中可能还需要看到病人的皮肤下血管、神经等颜色,这时候,镜片就需要在保证对激光的防护性同时,具有匹配的颜色,方便观察操作。

 

所以,现在可以回答下开头的问题,激光防护眼镜的不同颜色,代表着适合不同眼镜的应用场景,它是给我们每个用户的安全色。

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