1. Фотобиологический эффект
Для обсуждения вопроса фотобиологической безопасности первым шагом является выяснение фотобиологических эффектов. Разные ученые имеют разные определения значения фотобиологических эффектов, которые могут относиться к различным взаимодействиям между светом и живыми организмами. В этой статье мы обсуждаем только физиологические реакции человеческого организма, вызванные светом.
Воздействие фотобиологического воздействия на организм человека многогранно. В соответствии с различными механизмами и результатами фотобиологических эффектов их можно условно разделить на три категории: зрительные эффекты света, невизуальные эффекты света и радиационные эффекты света.
Визуальный эффект света относится к влиянию света на зрение, которое является наиболее фундаментальным эффектом света. Здоровье зрения является наиболее фундаментальным требованием к освещению. Факторы, влияющие на визуальные эффекты света, включают яркость, пространственное распределение, цветопередачу, блики, цветовые характеристики, характеристики мерцания и т. д., что может вызвать утомление глаз, нечеткость зрения и снижение эффективности выполнения задач, связанных со зрением.
Невизуальные эффекты света относятся к физиологическим и психологическим реакциям человеческого организма, вызванным светом, которые связаны с эффективностью работы людей, чувством безопасности, комфорта, физиологическим и эмоциональным здоровьем. Исследования невизуальных эффектов света начались относительно поздно, но быстро развивались. В современной системе оценки качества освещения невизуальные эффекты света стали важным фактором, который нельзя игнорировать.
Под радиационным действием света понимают повреждение, причиняемое тканям человека воздействием светового излучения различной длины на кожу, роговицу, хрусталик, сетчатку и другие части тела. Радиационное воздействие света можно разделить на две категории в зависимости от механизма его действия: фотохимическое повреждение и тепловое радиационное повреждение. В частности, сюда входят различные опасности, такие как химическая опасность УФ-излучения от источников света, опасность синего света для сетчатки и термическая опасность для кожи.
Человеческое тело может в некоторой степени сопротивляться или восстанавливать последствия этих травм, но когда воздействие светового излучения достигает определенного предела, способность организма к самовосстановлению недостаточна для восстановления этих травм, и повреждения будут накапливаться, что приводит к необратимым последствиям, таким как как потеря зрения, поражения сетчатки, повреждения кожи и т. д.
В целом между здоровьем человека и световой средой существуют сложные многофакторные взаимодействия и механизмы положительной и отрицательной обратной связи. Воздействие света на организмы, особенно на организм человека, связано с различными факторами, такими как длина волны, интенсивность, условия эксплуатации и состояние организма.
Целью изучения эффектов фотобиологии является изучение связанных факторов между результатами фотобиологии и световой средой и биологическим состоянием, выявление факторов риска, которые могут нанести вред здоровью, и благоприятных аспектов, которые можно применить, поиск пользы и избежание вреда. и обеспечить глубокую интеграцию оптики и наук о жизни.

2. Фотобиобезопасность
Понятие фотобиобезопасности можно понимать двояко: узко и широко. В узком смысле «фотобиобезопасность» относится к проблемам безопасности, вызванным радиационным воздействием света, тогда как в широком определении «фотобиобезопасность» относится к проблемам безопасности, вызванным световым излучением для здоровья человека, включая визуальные эффекты света, невизуальные эффекты света. и радиационные эффекты света.
В существующей системе исследований фотобиобезопасности объектом исследования фотобиобезопасности являются устройства освещения или отображения, а целью фотобиобезопасности - такие органы, как глаза или кожа человеческого тела, что проявляется в изменениях физиологических параметров, таких как температура тела и диаметр зрачка. . Исследования в области фотобиобезопасности в основном сосредоточены на трех основных направлениях: измерение и оценка фотобиобезопасного излучения, генерируемого источниками света, количественная связь между фотоизлучением и реакцией человека, а также ограничения и методы защиты фотобиобезопасного излучения.
Световое излучение, генерируемое разными источниками света, различается по интенсивности, пространственному распределению и спектру. С развитием осветительных материалов и технологий интеллектуального освещения новые интеллектуальные источники света, такие как светодиодные источники света, источники света OLED и лазерные источники света, будут постепенно применяться в домашних, коммерческих, медицинских, офисных или специальных сценариях освещения. По сравнению с традиционными источниками света новые интеллектуальные источники света имеют более высокую энергию излучения и более высокую спектральную специфичность. Поэтому одним из приоритетных направлений исследований фотобиологической безопасности является изучение методов измерения или оценки фотобиологической безопасности новых источников света, таких как исследование биологической безопасности автомобильных лазерных фар и системы оценки здоровья и комфорта человека. полупроводниковой светотехнической продукции.
Физиологические реакции, вызванные воздействием светового излучения разной длины на разные органы или ткани человека, также различаются. Поскольку человеческое тело представляет собой сложную систему, количественное описание взаимосвязи между световым излучением и реакцией человека также является одним из передовых направлений исследований фотобиобезопасности, таких как влияние и применение света на физиологические ритмы человека, а также проблема света. интенсивная доза, вызывающая невизуальные эффекты.
Целью проведения исследований по фотобиологической безопасности является избежание вреда, причиняемого воздействием на человека светового излучения. Поэтому на основе результатов исследований фотобиологической безопасности и фотобиологического действия источников света предлагаются соответствующие светотехнические нормы и методы защиты, а также схемы проектирования безопасной и здоровой светотехнической продукции, что также является одним из передовых направлений фототехники. исследования биологической безопасности, такие как проектирование систем медицинского освещения для больших пилотируемых космических кораблей, исследования в области медицинского освещения и систем отображения, а также исследования технологии применения защитных пленок синего света для обеспечения здоровья и безопасности света.

3. Полосы и механизмы фотобиобезопасности
Диапазон диапазонов светового излучения, участвующих в фотобиологической безопасности, в основном включает электромагнитные волны в диапазоне от 200 до 3000 нм. Согласно классификации длин волн оптическое излучение можно в основном разделить на ультрафиолетовое излучение, видимое световое излучение и инфракрасное излучение. Физиологические эффекты, вызываемые электромагнитным излучением разных длин волн, не совсем одинаковы.
Ультрафиолетовое излучение относится к электромагнитному излучению с длиной волны 100–400 нм. Человеческий глаз не может воспринимать наличие ультрафиолетового излучения, однако ультрафиолетовое излучение оказывает существенное влияние на физиологию человека. Когда на кожу воздействует ультрафиолетовое излучение, оно может вызвать расширение сосудов, что приводит к покраснению. Длительное воздействие может вызвать сухость, потерю эластичности и старение кожи. При воздействии ультрафиолетового излучения на глаза может возникнуть кератит, конъюнктивит, катаракта и т. д., что приводит к повреждению глаз.
Видимое световое излучение обычно относится к электромагнитным волнам с длинами волн от 380 до 780 нм. Физиологические эффекты видимого света на организм человека в основном включают ожоги кожи, эритему и повреждения глаз, такие как термические травмы и ретинит, вызванные солнечным светом. Особенно высокоэнергетический синий свет в диапазоне от 400 до 500 нм может вызвать фотохимическое повреждение сетчатки и ускорить окисление клеток в макулярной области. Поэтому обычно считается, что синий свет является наиболее вредным видимым светом.