激光眩目技术发展现状及趋势|江阴雨辰互联

2023年7月27日发(作者：)

激光眩目技术发展现状及趋势

摘要：激光眩目技术是近年来激光应用研究的一个重要方向。主要对近年来激光眩目技术的研究现状、技术特性和主要参考因素进行了介绍和分析，为下一步研究改进提供参考。

关键词：激光技术；眩目；现状

激光眩目技术是激光应用的一个重要方面，是指利用低能激光束作用于人眼，造成暂时性失明或视觉干扰的一种技术研究。既能在人员对抗中为主动打击提供有力支撑，又能为常见眩目现象的有效防护提供依据，具有精度高、反应快、成本低等特点。

1激光眩目技术研究现状

激光眩目技术研究的核心内容是确定激光眩目辐射量区间阈值，即最小和最大安全辐射量区间阈值的确定。最大安全辐射量阈值，是人眼最大允许激光辐射量（Maximum Permissible Exposure，MPE），决定了保证不会造成人员视网膜永久性损伤的辐射量上限，这是制定激光安全标准的生物学依据，也是激光眩目系统研究的核心内容，MPE值是由损伤阈值乘以安全系数后给出的，作为激光眩目辐射量区间上限。根据2014年发布的最新版本IEC60825-2014激光安全标准中，以0.4~1.4μm 的光波段为视网膜危害区，其MPE值按激光视网膜损伤阈值确定。另一方面，最小眩目辐射量为激光眩目辐射量的区间下限，决定了实现眩目效果对目标照射的辐射量最小值，将会导致出现包括闪光盲、眼花以及视觉后像等眩目现象。三种眩目现象本质上都属于同一种光化学反应，其效应靶分子是视网膜的感光色素，使得目标视觉功能丧失，同时伴随着眼发黑、视物模糊、色觉功能异常等明显的眼部不适，但能够在一段时间内自行恢复，不会留下任何后遗症。根据1995年9月通过的联合国《禁止发展和使用激光致盲武器的议定书》的规定，国内外对眩目效应的相关研究很少，因而没有形成详细的标准。其[2][1]实早在激光器出现以来，Zaret就以红宝石激光使用兔眼进行打孔实验和视网膜光凝效应实验，开启了人们对激光与眼组织效应研究的序幕。

2激光眩目技术特性

（1）非致命性：激光眩目效应是指视网膜中的感光细胞被一定强度的激光强制部分或完全漂白，使眼睛在照射结束后的一段时间内，丧失对低亮度视觉目标的分布能量，但由于眩目持续时间有限，一般可在数秒至五到十分钟内自行恢复，不会对目标眼睛造成实质伤害。

（2）波长敏感性高：波长400~1400nm范围内的激光均可对视网膜造成损伤，根据视觉函数，相同照射条件下，激光损伤阈值随波长变化而变化，其中蓝绿色激光最易造成视网膜损伤， 532nm波长激光是近年来各国激光眩目研究的最常见波长。

（3）影响因素多：

a)激光参数影响：波长是激光眩目辐射量区间阈值范围确定的主要因素，不同脉冲宽度（照射时间）、能量密度等，都有可能导致作用效果的不同，是研究激光眩目技术的重要方向。

b)眼组织的影响：眼底色素含量是一个非常重要的影响因素，黑色素含量越高，视网膜损伤阈值越低；眼睛的屈光度、观察远近目标的聚焦情况以及激光从不同入射角度进入眼睛等状态也会对眩目效应造成影响。

c)环境影响：激光眩目效应受多种环境因素影响，相同照射条件下，目标距离越远，眩目阈值越高；环境照度越低，眩目阈值越低；同时，大气能见度也是影响眩目效应的重要因素之一。

3激光眩目系统主要考虑因素

（1）激光波长

激光损伤眼睛的程度与波长密切相关，这是因为眼组织对不同波长的光的吸收和透射都不相同。视网膜对激光的有效吸收率愈大，视网膜损伤愈严重。[7][6][5][3][4]眼睛光学系统对波长为0. 53μm的激光透射率达到 88% 左右，因此这种光对人眼视网膜的伤害程度最大，但是控制发射能量，也不会造成人眼的不可恢复性伤害。

（2）激光能量

对特定波长的激光来说，其对眼睛的损伤程度，由其能量密度决定。相同波长的激光，能量密度越大，对眼睛损伤就越大；不同波长的激光对人眼损伤阈值差别很大，一般波长越短，能量密度更高，对人眼的损伤就越大，阈值就越低。而常见的激光发射器分脉冲式和连续式两种类型，脉冲式激光视网膜损伤阈值在

5×10至 5×10 J/cm范围之间，连续型激光视网膜损伤阈值在 0. 5mw /cm以

下。

（3）作用时间

激光器按输出方式可以分为连续式和脉冲式，输出持续时间大于0. 25s为连续输出，小于0. 25s为脉冲输出。连续辐射的时间越长，对人眼的损伤就越严重。一般来讲，辐射时间有一个临界点，也称“热平衡点”(大约 100ms至400ms) 。当大于临界点时，损伤阈值趋于常数。就脉冲式激光而言，对人眼照射的安全时间在1ns到18μs之间。

4展望

激光眩目技术的应用已经较为广泛，市面上的产品也较为丰富，但规范性和安全性方面仍需加强。

（1）激光眩目效能研究仍待加强

激光眩目效能与激光波长因素密切相关，该项研究基础实验性强，难度大，目前美俄等国仍将激光眩目技术作为近期技术研究重点，目前已完成红绿蓝白激光生物效应研究。国内研究涉及的激光波长大多为眩目效率较高的蓝绿色光谱区，虽然较以往的研究已有所提高，但随着激光技术的不断发展，激光波长种类将更为丰富，也对未来激光防护提出了更高的要求。

[9]-7-322[8]（2）进一步完善自适应眩目控制系统

当前激光眩目系统中的自适应控制，涉及到的参数往往只有距离，考虑到还有环境照度、大气能见度等复杂因素会对眩目效应造成影响，还需要对系统进行更进一步的优化，提升系统的拓展能力。

5参考文献

[1] 郭林炀. 激光眩目系统关键技术研究[D]: 长春理工大学, 2019.

[2] Thomas RJ, Rockwell BA, Marshall WJ, Aldrich RC, Zimmerman SA,

Rockwell RJ. A procedure for laser hazard classification under the

Z136.1-2000 American National Standard for Safe Use of Lasers[J].

Journal of Laser Applications, 2002, 14 (1): 57-66.

[3] 陈虹霞. 532nm激光对兔视网膜生物效应的实验及理论研究[D]: 中国人民解放军军医进修学院, 2005.

[4] ZARET MM, BREININ GM, SCHMIDT H, RIPPS H, SIEGEL IM, SOLON LR.

Ocular lesions produced by an optical maser (laser)[J]. Science (New

York, NY), 1961, Vol.134 (No.3489): 1525-1526.