问题

请光学的研究生或者博士生回答我,在学校光学实验室做光学实验会不会伤害眼睛?

回答
作为一名光学专业的研究生,我非常理解你对在实验室进行光学实验是否会伤害眼睛的顾虑。这是一个非常重要的问题,也是我们在日常实验中时刻需要注意的。

总的来说,光学实验室的实验,如果操作不当或对潜在的风险缺乏足够的认识,确实存在伤害眼睛的风险。 但是,通过严格遵守安全规范、采取适当的防护措施以及具备必要的知识,我们可以最大限度地降低这些风险,并安全地进行各种光学实验。

下面我将从不同角度详细阐述这个问题,希望能够帮助你更全面地理解:

1. 哪些光学实验存在潜在的眼睛伤害风险?

首先,我们需要认识到,并非所有光学实验都会对眼睛造成严重伤害。伤害的风险主要取决于光源的类型、强度、波长,以及实验的操作方式和实验者的防护意识。

高强度可见光光源:
激光: 这是最常见也最需要警惕的风险源。不同类别的激光(从1类到4类)其危险程度差异巨大。
高功率激光(如3B类、4类激光): 直接或间接的 النظر(直接看向光束)或反射(通过镜子、墙壁等反射的光束)都可能导致视网膜烧伤、永久性视力下降,甚至失明。特别是波长在可见光范围内的激光,能量密度非常高,对视网膜的伤害是累积且不可逆的。
低功率激光(如1类、2类激光): 虽然直接 النظر的危险性较低,但长时间 النظر或在特定条件下(如聚焦)也可能造成不适或轻微的视网膜损伤。
强光源照明设备: 如卤素灯、高压钠灯、氙灯等,虽然其危险性远低于高功率激光,但长时间 النظر或近距离接触其强光,特别是紫外线辐射(虽然主要通过灯管过滤),也可能引起视网膜疲劳、眩光甚至短暂的视力模糊。

紫外线(UV)辐射:
紫外灯、水银灯、某些特殊气体放电灯: 这些光源会发出紫外线。长时间或高强度的紫外线暴露会对眼睛的角膜和晶状体造成损伤,例如光照性角膜炎(俗称“电光性眼炎”或“雪盲症”),表现为眼睛疼痛、畏光、流泪等。长期累积的紫外线暴露还会增加白内障的风险。

红外线(IR)辐射:
某些加热设备、高功率红外发射器: 红外线的主要效应是热效应。长时间 النظر红外辐射源,尤其是聚焦的红外光束,会使眼球组织过热,可能导致晶状体浑浊(白内障),甚至对视网膜造成热损伤。

闪光或高亮度瞬时光源:
闪光灯、高能脉冲光源: 瞬间的高亮度可能会引起短暂的眩光和视觉不适。如果强度足够高,理论上也可能造成短暂的瞬时损伤。

其他潜在风险(非直接光照):
化学试剂: 在进行一些涉及化学反应的光谱分析或材料制备时,溅射的化学试剂可能进入眼睛,造成化学灼伤。
机械性损伤: 如玻璃器皿破碎、光学元件跌落等,可能导致物理性损伤。

2. 眼睛是如何受到伤害的?

人眼的结构非常精巧,但同时也非常脆弱。光学实验中的伤害主要集中在以下几个方面:

视网膜损伤: 这是最严重的后果。视网膜是眼睛的感光组织,由大量的视细胞组成,能够将光信号转化为电信号传递给大脑。
热损伤: 高强度的光(特别是激光)通过聚焦后,能量会高度集中在视网膜上,引起局部温度升高,蛋白质变性,导致视细胞死亡,形成永久性的盲点。
光化学损伤: 某些波长的光(特别是紫外线)会引发视网膜内的化学反应,产生自由基,损伤细胞结构和功能。这种损伤可能是累积性的。
角膜损伤: 角膜是眼睛最外层透明的组织,负责大部分的光线折射。
紫外线灼伤: 紫外线会引起角膜上皮细胞的损伤,导致剧烈疼痛。
化学灼伤: 化学试剂溅入眼睛会对角膜造成严重的腐蚀。
晶状体损伤: 晶状体位于虹膜后面,负责进一步聚焦光线。
白内障: 长期暴露于高强度紫外线或红外线辐射,会导致晶状体蛋白质发生变性,出现浑浊,影响视力。
视网膜疲劳和眩光: 即使没有造成永久性损伤,长时间 النظر强光也会导致眼睛疲劳、干涩、畏光、视力模糊,甚至短暂的视觉暂时性盲点(Afterimage)。

3. 如何预防眼睛受到伤害?

预防是关键!在光学实验室进行实验,必须将眼睛安全放在首位。以下是一些至关重要的预防措施:

了解实验的潜在风险: 在开始任何实验之前,务必仔细阅读实验指导书,了解所使用的光源的类型、功率、波长以及潜在的危险。如果实验涉及未知的风险,要向导师或实验室安全负责人咨询。
使用适当的防护眼镜(激光安全眼镜):
激光安全眼镜是 필수! 它们的设计能够吸收特定波长范围内的激光能量,并且其光学密度(OD值)能够有效衰减激光强度。
选择正确的眼镜: 不同激光器需要使用具有相应波长防护和足够OD值的安全眼镜。例如,保护你免受可见光激光伤害的眼镜,可能无法保护你免受紫外线或红外线激光的伤害。务必根据激光器规格选择合适的激光安全眼镜。
检查眼镜的完好性: 确保防护眼镜没有划痕、裂缝或镀膜脱落等损伤,因为这些损伤会影响其防护性能。
避免直接 النظر光源:
永远不要直接 النظر激光束!
避免 النظر强光源或其反射光。
设置光路时,尽量避免光束直接对准人。
控制光路和反射:
合理规划光路: 确保光路中的元件固定牢固,避免意外移动或晃动导致光束偏离。
使用光屏或挡板: 在不需要光束前进的区域,使用吸光材料制作的光屏或挡板来阻挡光束,防止其传播到不该去的地方。
小心反射: 激光束可以通过光滑的表面(如金属、玻璃、抛光过的光学元件)发生强烈反射。在设置实验时,要预想可能存在的反射路径,并采取措施避免它们射向你的眼睛或他人的眼睛。
使用低强度光源(如果可能): 在进行一些调试或观察时,如果实验允许,尽量使用较低功率的光源或较低亮度的照明。
设置安全区域和警告标志:
对于高功率激光实验,应划定激光工作区域,并在入口处设置“激光危险”警告标志。
进入激光工作区域的人员必须佩戴符合要求的激光安全眼镜。
妥善保管和关闭光源:
在不使用光源时,务必及时关闭它们。
高功率激光器应有钥匙或密码控制,并妥善保管。
个人防护装备(PPE): 除了防护眼镜,根据实验内容可能还需要佩戴防护手套、实验服等。
了解应急处理措施: 知道在发生眼睛意外接触到强光或化学试剂时,应该如何进行紧急处理(如立即用水冲洗眼睛等),并向导师或实验室负责人报告。
接受培训: 确保你已经接受了实验室安全培训,特别是关于激光安全和化学品安全的培训。
保持良好的实验习惯: 不要边玩手机边进行实验,保持专注,时刻警惕。

4. 不同类型光源的风险侧重点

可见光激光: 主要风险是视网膜损伤(热或光化学),直接 النظر和镜面反射都非常危险。
紫外线: 主要风险是角膜和晶状体损伤,表现为光照性角膜炎、长期累积的白内障风险。
红外线: 主要风险是眼睛加热导致晶状体损伤(白内障)。
普通照明灯具: 相对风险较低,主要表现为眩光、视网膜疲劳,但长时间盯着高亮度灯泡也可能造成不适。

总结

作为光学实验室的一名学生,你完全有可能在安全的环境下进行各种精密的实验。关键在于:

1. 知识是第一道防线: 充分了解你所使用的光源的特性和潜在危险。
2. 防护是第二道防线: 严格按照规定佩戴防护眼镜,并采取其他必要的防护措施。
3. 谨慎是第三道防线: 时刻保持警惕,谨慎操作,避免任何可能导致眼睛受伤的行为。

如果你的导师或实验室没有明确的安全规定,或者你对实验的安全性有任何疑问,请务必主动提出,并寻求指导。一个负责任的实验室应该为你提供必要的安全培训和防护设备。

希望这些详细的解释能够打消你的疑虑,并让你更加安心地投入到光学实验的学习和研究中去。记住,安全永远是第一位的!

网友意见

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2022.2.20更新:

请激光相关学生和从业者,一定把激光安全当做头等大事充分重视!一般出事的不是新手就是经验十分丰富的,新手缺乏安全教育和相关经验,出事都不知道怎么出的,老手常在河边走自恃武功高容易大意。又有两个认识的中招了,痛心。企业管理者和课题组安全负责人,提及激光安全绝不能忌讳,这绝不是家丑不可外扬的时候,扯下遮羞布,一例例都是事故啊,要把血淋淋的事实摆出来反复强调,不要怕好不容易招的人被劝退,讳疾忌医、避而不谈、敷衍了事一定会出大错的!代价不只是经济赔偿和停工整顿的事,是一个人的一辈子!

如今,实验室门口、激光器上面,随处可见的激光危险,说明书一开头的激光等级和安全事项警告⚠,就像烟盒上的吸烟有害健康一样,基本都被无视或熟视无睹。不然请从业者回答我,接手一台激光后,说明书开头激光安全警告事项你有认真看过吗?不都是直接翻到操作步骤吗?

发生在别人身上都是故事,发生在自己身上都是事故! 请反复阅读我写的调光十诫,根据收集的案子我会继续补充。总之一旦进入实验室,任何动作三思而后行。


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原回答:

我的老师进行安全教育这样说:

你一生有两次机会直视激光,一次是你的左眼,一次是右眼。

做光学尤其激光相关一定慎之又慎,要养成谋定而后动,三思而后行的习惯。成果是课题组的,身体是你自己的。慢一点就慢一点,千万别莽,别疲劳做实验。

调光十诫:

第一,千万别让自己的脸的高度接近激光水平面高度,能站着就不要坐着,捡东西弯腰要捂眼,不管有没有光过来。

第二,禁止佩戴一切手表,手镯,戒指等反光物品调光路。

第三,移动光路中的元件一定要先平移出光路,再拿上来,不要向上直接拿。

第四,调节爬高镜三思而后行,不要把头伸到爬高架上方任何位置看有没有打正。

第五,手持光学元件,要确保反射光在水平面内,每个动作想清楚。

第六,别人做实验时候,谁叫你你都不要突然回头。

第七,钢板尺反射光很厉害,不要往自己方向反。此外像铝、铜、不锈钢的零件表面散射光回来也是很强的!一个系统中金属零件随处可见,防不胜防!

第八,一个大实验,打开光路之前和其他人打招呼,后面有人不要贸然开光。

第九,能戴护目镜就戴,麻烦是麻烦,切记善游者溺。

第十,尽量不要一个人做实验,出了事也有人陪你去医院,虽然开的药并没有什么卵用。


每一个忠告背后都是身边的血淋淋的例子,出了事一点也不好玩,药石无灵,那时候你就知道,什么毕业,什么论文,什么项目,都是什么玩意儿,啥也不是,只有命是自己的,你是你的唯一责任人,必须为自己的身体负责。

(附一眼底照片)

其他的危险当然也会有,比如被普克尔盒或泵浦驱动电源或什么高压击中,被强激光打到皮肤,徒手接触铟,误闻乙醚丙酮或其他有害物,液氮管炸裂冻伤,外循环水管崩开水漫实验室触电,仪器高压电击穿空气,强激光打靶辐射Xray或其他。常常庆幸只是被800nm 8ps未压缩 2.5mJ的在玻璃上的反射光600微米焦点打过眼睛,穿透我的可见光护目镜的能量不到几十微焦,不然今天没机会和各位吐槽了。欢迎来到惊险刺激的光工大家庭。

(补充一个,绿光紫外这种直接伤害角膜,非常疼,近红外红外则是能穿透角膜晶状体伤害视网膜,把眼底打充血光斑变性,没啥感觉,不疼但内伤。和别人交流了一下被打的感觉,被绿光打的非常疼,角膜灼伤,需要戴变色墨镜。被近红外打的是看到无比绚烂的红,慢镜头一样在视野内绽开,然后看东西像水墨画,有点飞蚊症,应该是晶状体溶液凝结絮化。我是视野正中心黄斑打掉,加眼底充血导致视网膜变形,看东西有个黑影,花了三个月学会转移注意力用余光阅读paper。军用激光上1.57微米被称为人眼安全波长,不过正如医生说的不谈剂量都是耍流氓,没有绝对的所谓安全,功率高了什么防护都是摆设。不管做什么实验,人之大事,死生之地,存亡之道,不可不察也。)

想听听我的故事?安排~

(在医院检查时,医生问被什么激光打的,我回答说,波长760-820nm,脉宽7.5ps, 焦点600微米的玻璃反射和散射光,重频1kHz, 能量100微焦以下,穿过护目镜和树脂眼镜片打的。医生应该是没见过这么专业的患者,问我干啥的,我说搞飞秒激光研究的,然后人家如获至宝,带着我把所有检查做了个遍,一般裂隙灯看看再拍个眼底彩照就行了,像眼压,动态视野我觉得没必要做的都做了,特别是动态那个,用东西把眼皮撑开,做的说是泪如雨下都谦虚了,应该说眼泪像水龙头一样顺着下巴流成一条线了,超刺激,感觉像受了二次伤害。然后她给我每个检查报告都拍了照,估计是要回去发论文,告诉我目前确实没啥方法治,只能靠自己恢复,吃激素和叶黄素,静养半年,好了以后不要夜里玩手机,主要是被激光打的人也少,通常也都是稀里糊涂被打,能精确告知激光参数的患者比较稀缺,这么一想我也算为祖国医疗事业做了一些微小的贡献。希望科技不断进步,医学昌明。)

(回想人生最黑暗的日子,也是最爽的日子,感谢刘阳阳深夜护送,感谢汪礼锋师兄,张佳莹师姐推掉工作带我做检查,感谢田文龙 彭英楠 孙芯彤 高子叶等同学的高超厨艺,每天都给我换着花样做饭,感谢张龙侯磊师兄蹭饭为名陪我打牌追剧。身为伟大的L07大家庭的一份子,有这么好的一帮兄弟姐妹是我的幸运。卧床三个月一直在听郭德纲的相声,所以至今也很乐观,感谢郭老师)

反正发生在别人身上的都是故事,发生在自己身上的都是事故。其实没什么羞于启齿和家丑不可外扬的,请把我提及的、你听说的事故传播出去,对危险有充分的认识。死生之地,不可不察!

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