光电工程师社区
标题:
详述激光的生物效应
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作者:
jiguangdiaokeji
时间:
2008-12-4 15:56
标题:
详述激光的生物效应
激光
也像一般光一样有生物效应,这种生物效应一方面可给人类带来益处,诸如育种、医疗,另一方面,无防护的大功率激光辐射,也会造成人体组织直接或间接的损害。因此,了解
激光
对生物体可能造成的损伤,对从事激光焊接的工作者是十分必要的。
1
激光的生物效应
激光对生物机体的效应主要有热效应、光效应、压力效应以及电磁场效应。
1.1
热效应
热效应是指高功率密度的激光辐照生物体时所引起的生物体组织蛋白质的破坏、烧伤、炭化、气化、穿孔等。
研究表明,用
100
焦耳的
激光
照射到
0.1cm3
的生物体上,在几μ
m
的时间内可升温至
200
℃。然而,温度下降的速度却很慢,温度的急升和缓冷会引起基因的突变。通常情况下,基因约由
1000
个原子组成,原子受高热会改变其位置,变成异构分子。
1.2
光效应
是指激光照射生物体所引起的刺激、抑制以及分解等作用,激光对人体的光效应与激光波长、照射时间、照射剂量等有关。本文整理自
激光刻章机
、
激光雕刻机
网。
1.2.l
光敏作用
是指激光对生物体的刺激或抑制作用。
He-Ne
激光的波长为
0.6328
μ
m
,
mw
级的
He
一
Ne
激光照在人体上几乎没有温升的感觉,然而,却能刺激酶的活性,增强血液中的吞噬细胞、红血球和血色素的含量。
l.2.2
光致损伤
高度单色性的激光会使分子里的化学键受激发而引起分子分解。例如核糖酸吸收
0.25
~
0.26.
μ
m
的紫外光会引起细胞死亡。
1.2.3
压力效应
光照射在物体上,把光的动量传递给物体即形成光压,光压与功率密度成正比。
激光
的压力来自两个方面,一是辐射压力,当功率密度为:
108 W/cm 2
时,辐射压力可达
3400 Pa
,二是功率密度超过人体损伤的阈值时,组织蒸发、气化产生的冲击压力。辐射压力和冲击压力构成了总压力。
l.2.4
电磁场效应
正常机体细胞和组织有一定的游离电荷储备,存在一特殊的生物场。激光作为一种很强的电磁波,其照射人体组织时,其电磁场会对人体组织的生物场产生干扰,影响其生理状态。
激光光波的电磁场主要影响机体的原子和分子状态,进而影响生物电位,生物电位对神经脉冲传递有重要作用,所以,激光辐照会引起神经脉冲传递受刺激、抑制或破坏。本文整理自
激光刻章机
、
激光雕刻机
网。
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