1. Fotobiologický účinok
Na diskusiu o otázke fotobiologickej bezpečnosti je prvým krokom objasnenie fotobiologických účinkov. Rôzni vedci majú rôzne definície konotácie fotobiologických účinkov, ktoré môžu odkazovať na rôzne interakcie medzi svetlom a živými organizmami. V tomto článku rozoberáme len fyziologické reakcie ľudského tela spôsobené svetlom.
Vplyv fotobiologických účinkov na ľudský organizmus je mnohostranný. Podľa rôznych mechanizmov a výsledkov fotobiologických efektov ich možno zhruba rozdeliť do troch kategórií: vizuálne efekty svetla, nevizuálne efekty svetla a radiačné efekty svetla.
Vizuálny efekt svetla sa vzťahuje na vplyv svetla na videnie, čo je najzákladnejší efekt svetla. Zrakové zdravie je najzákladnejšou požiadavkou na osvetlenie. Faktory, ktoré ovplyvňujú vizuálne účinky svetla, zahŕňajú jas, priestorové rozloženie, podanie farieb, oslnenie, farebné charakteristiky, vlastnosti blikania atď., ktoré môžu spôsobiť únavu očí, rozmazané videnie a zníženú efektivitu pri úlohách súvisiacich so zrakom.
Nevizuálne účinky svetla sa týkajú fyziologických a psychologických reakcií ľudského tela spôsobených svetlom, ktoré súvisia s pracovnou efektivitou ľudí, pocitom bezpečia, komfortom, fyziologickým a emocionálnym zdravím. Výskum nevizuálnych efektov svetla sa začal pomerne neskoro, ale rýchlo sa rozvinul. V dnešnom systéme hodnotenia kvality osvetlenia sa nevizuálne efekty svetla stali dôležitým faktorom, ktorý nemožno ignorovať.
Radiačný účinok svetla sa vzťahuje na poškodenie ľudského tkaniva vplyvom rôznych vlnových dĺžok svetelného žiarenia na kožu, rohovku, šošovku, sietnicu a iné časti tela. Radiačný účinok svetla možno rozdeliť do dvoch kategórií na základe jeho mechanizmu účinku: fotochemické poškodenie a tepelné žiarenie. Konkrétne zahŕňa rôzne nebezpečenstvá, ako sú chemické riziká UV žiarenia zo zdrojov svetla, nebezpečenstvá modrého svetla sietnice a tepelné riziká pokožky.
Ľudské telo môže do určitej miery odolať alebo opraviť účinky týchto zranení, ale keď účinok svetelného žiarenia dosiahne určitú hranicu, schopnosť tela samoopravy nie je na nápravu týchto zranení dostatočná a poškodenie sa bude hromadiť, čo vedie k nezvratným účinkom, napr. ako strata zraku, lézie sietnice, poškodenie kože atď.
Celkovo existujú zložité viacfaktorové interakcie a mechanizmy pozitívnej a negatívnej spätnej väzby medzi ľudským zdravím a svetelným prostredím. Účinky svetla na organizmy, najmä na ľudské telo, súvisia s rôznymi faktormi, ako je vlnová dĺžka, intenzita, prevádzkové podmienky a stav organizmu.
Účelom štúdia účinkov fotobiológie je preskúmať súvisiace faktory medzi výsledkami fotobiológie a svetelným prostredím a biologickým stavom, identifikovať rizikové faktory, ktoré môžu poškodiť zdravie a priaznivé aspekty, ktoré je možné aplikovať, hľadať výhody a vyhnúť sa poškodeniu, a umožniť hlbokú integráciu optiky a biologických vied.

2. Fotobiologická bezpečnosť
Pojem fotobiologická bezpečnosť možno chápať dvoma spôsobmi: úzkym a širokým. Užšie definovaná „fotobiologická bezpečnosť“ sa týka bezpečnostných problémov spôsobených radiačnými účinkami svetla, zatiaľ čo široko definovaná „fotobiologická bezpečnosť“ sa týka bezpečnostných problémov spôsobených svetelným žiarením na ľudské zdravie, vrátane vizuálnych účinkov svetla, nevizuálnych účinkov svetla. a radiačné účinky svetla.
V existujúcom výskumnom systéme fotobiologickej bezpečnosti sú predmetom výskumu fotobiologickej bezpečnosti osvetľovacie alebo zobrazovacie zariadenia a cieľom fotobiologickej bezpečnosti sú orgány, ako sú oči alebo koža ľudského tela, prejavujúce sa zmenami fyziologických parametrov, akými sú telesná teplota a priemer zreníc. . Výskum v oblasti fotobiologickej bezpečnosti sa sústreďuje najmä na tri hlavné smery: meranie a hodnotenie žiarenia fotobiologickej bezpečnosti generovaného zdrojmi svetla, kvantitatívny vzťah medzi fotožiarením a ľudskou reakciou a obmedzenia a metódy ochrany žiarenia fotobiologickej bezpečnosti.
Svetelné žiarenie generované rôznymi svetelnými zdrojmi sa líši v intenzite, priestorovom rozložení a spektre. S rozvojom osvetľovacích materiálov a inteligentnej osvetľovacej techniky sa nové inteligentné svetelné zdroje ako LED svetelné zdroje, OLED svetelné zdroje a laserové svetelné zdroje postupne uplatnia v domácich, komerčných, medicínskych, kancelárskych alebo špeciálnych svetelných scenároch. V porovnaní s tradičnými svetelnými zdrojmi majú nové inteligentné svetelné zdroje silnejšiu energiu žiarenia a vyššiu spektrálnu špecifickosť. Preto jedným z popredných smerov výskumu fotobiologickej bezpečnosti je štúdium metód merania alebo hodnotenia fotobiologickej bezpečnosti nových svetelných zdrojov, ako je štúdium biologickej bezpečnosti automobilových laserových svetlometov a systém hodnotenia ľudského zdravia a komfortu. polovodičových svetelných produktov.
Líšia sa aj fyziologické reakcie spôsobené rôznymi vlnovými dĺžkami svetelného žiarenia pôsobiaceho na rôzne ľudské orgány alebo tkanivá. Keďže ľudské telo je komplexný systém, kvantitatívne popisovanie vzťahu medzi svetelným žiarením a ľudskou reakciou je tiež jedným z najmodernejších smerov vo výskume fotobiologickej bezpečnosti, ako je vplyv a aplikácia svetla na ľudské fyziologické rytmy a problematika svetla. intenzita dávka spúšťajúca nevizuálne efekty.
Účelom výskumu fotobiologickej bezpečnosti je vyhnúť sa škodám spôsobeným vystavením človeka svetelnému žiareniu. Na základe výsledkov výskumu fotobiologickej bezpečnosti a fotobiologických účinkov svetelných zdrojov sa preto navrhujú zodpovedajúce štandardy osvetlenia a metódy ochrany a navrhujú sa schémy dizajnu produktov bezpečného a zdravého osvetlenia, čo je tiež jeden z popredných smerov foto výskum biologickej bezpečnosti, ako je návrh systémov zdravotného osvetlenia pre veľké vesmírne lode s ľudskou posádkou, výskum systémov zdravotného osvetlenia a zobrazovacích systémov a výskum technológie aplikácie ochranných fólií s modrým svetlom pre zdravie a bezpečnosť svetla.

3. Pásy a mechanizmy fotobiologickej bezpečnosti
Rozsah pásiem svetelného žiarenia, ktoré sa podieľajú na fotobiologickej bezpečnosti, zahŕňa najmä elektromagnetické vlny v rozsahu od 200 nm do 3000 nm. Podľa klasifikácie vlnových dĺžok možno optické žiarenie rozdeliť hlavne na ultrafialové žiarenie, žiarenie viditeľného svetla a infračervené žiarenie. Fyziologické účinky elektromagnetického žiarenia rôznych vlnových dĺžok nie sú úplne rovnaké.
Ultrafialové žiarenie označuje elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou 100nm-400nm. Ľudské oko nedokáže vnímať prítomnosť ultrafialového žiarenia, ale ultrafialové žiarenie má významný vplyv na ľudskú fyziológiu. Keď sa ultrafialové žiarenie aplikuje na kožu, môže spôsobiť vazodilatáciu, čo má za následok začervenanie. Dlhodobá expozícia môže spôsobiť suchosť, stratu elasticity a starnutie pokožky. Keď sa ultrafialové žiarenie aplikuje na oči, môže spôsobiť keratitídu, konjunktivitídu, šedý zákal atď., čo môže spôsobiť poškodenie očí.
Viditeľné svetelné žiarenie sa zvyčajne vzťahuje na elektromagnetické vlny s vlnovými dĺžkami v rozmedzí od 380 do 780 nm. Fyziologické účinky viditeľného svetla na ľudské telo zahŕňajú najmä popáleniny kože, erytém a poškodenie očí, ako je tepelné poškodenie a retinitída spôsobená slnečným žiarením. Najmä vysokoenergetické modré svetlo v rozsahu od 400 nm do 500 nm môže spôsobiť fotochemické poškodenie sietnice a urýchliť oxidáciu buniek v oblasti makuly. Preto sa všeobecne verí, že modré svetlo je najškodlivejšie viditeľné svetlo.