Излучение оптического диапазона

Этим термином называется излучение видимого диапазона волн (0,4—0,77 мкм), а также граничащих с ним диапазонов инфракрасного (ИК) с длиной волны 0,77—0,1 мкм и ультрафиолетового (УФ) с длиной волны 0,4—0,05 мкм.

Таким образом, со стороны длинных волн между оптическим диапазоном и СВЧ лежит малоизученный и пока что малоиспользуемый диапазон субмилиметровых волн (0—0,1 мм), а со стороны коротких волн — переход к рентгеновскому излучению.

Радиоэлектронные приборы, как и любые другие, имеют КПД меньше 100%, и часть энергии источников питания расходуется на покрытие потерь и в конечном счете переходит в тепло, тоесть, в ИК-излучение.

Источниками ИК-излучения является ряд элементов и узлов радиоапаратуры — электровакуумные, полупроводниковые и квантовые приборы, индуктивности, резисторы, трансформаторы, соединительные провода и тому подобное. Аналогичным образом электровакуумные приборы в стеклянных баллонах дают излучение в видимой области

190

Раздел 2

спектра. Но такого рода излучения сравнительно малой интенсивности и не оказывают заметного экологического влияния. Это касается и не­когерентного УФ-излучения, которое используется в технологическом процессе фотолитографии при производстве микросхем.

Лазерное излучение имеет ряд особенностей. Оно характеризуется большой временной и пространственной когерентностью — корреляцией (совместимостью) фаз колебаний в некоторой точке пространства на определенную величину момента времени, а также корреляцией фаз колебаний в различных точках пространства в один и тот же момент времени.

Временная когерентность предопределяет монохроматичность излучения, которое вытекает из самого принципа действия лазера как квантового прибора. В реальных условиях по ряду причин величина спектра лазерного излучения ограничена, хотя и достаточно велика.

Пространственная когерентность предопределяет высокую направ­ленность лазерного излучения, тоесть имеет малое угловое расширение луча на больших расстояниях. В связи с малой длиной волны лазерное излучение может быть сфокусировано оптическими системами (линзами и зеркалами) небольших геометрических размеров, ограниченных дифракцией, благодаря чему на малой площади достигается'высокая плотность излучения.

Указанные свойства являются основанием для широкого исполь­зования лазеров. С их помощью осуществляется многоканальная связь на большие расстояния (причем количество каналов здесь в десятки тысяч раз может превышать возможности СВЧ диапазона), лазерная локация, дальнометрия, быстрая проработка информации.

Влияние лазерного излучения может привести к тепловому, ударному действию светового давления, электрострикции (механическим колебаниям под действием электрической составляющей ЭМП), перестройке внутриклеточных структур. В зависимости от различных обстоятельств проявление каждого эффекта в частности или их суммарное действие могут отличаться.

При большой интенсивности и очень малой длительности импульсов наблюдается ударное действие лазерного излучения, которое распространяется с большой скоростью и приводит к поражению внутренних тканей при отсутствии внешних повреждений.

Важнейшим фактором действия мощного лазерного излучения на биологическую среду является тепловой эффект, который проявляется в виде ожога, иногда с глубинным разрушением — деформацией и даже испарением клеточных структур. При менее интенсивном излучении на коже могут

. —.

ФИЗИОЛОГИЯ, ГИГИЕНА ТРУДА И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ САНИТАРИЯ

наблюдаться видимые изменения (нарушение пигментации, покраснение) с достаточно четкими границами пораженного участка. Кожный покров, который воспринимает большую часть энергии лазерного излучения, в значительной степени защищает организм от серьезных внутренних повреждений. Но есть сведения, что облучение отдельных участков кожи вызывает нарушение в различных системах организма, особенно нервной и сердечно-сосудистой.

В связи с различной поглощающей способностью живых тканей при относительно слабых повреждениях кожи могут возникать серьезные поражения внутренних тканей — отеки, кровоизлияния, омертвление, свертывание крови. Результатом даже очень малых доз лазерного облучения могут быть такие явления, как и при СВЧ облучении — неустойчивость артериального давления, нарушение сердечного ритма, усталость, раздражение. Такие нарушения обратимы и исчезают после отдыха.

Очень сильно лазерное излучение влияет на глаза. Здесь наиболее серьезную опасность представляет излучение УФ диапазона, которое может привести к коагуляции белка, роговицы и ожогу слизистой оболочки, вызывая полную слепоту. Излучение видимого диапазона влияет на клетки сетчатки, вследствие чего наступает временная слепота или потеря зрения от ожога с последующим появлением* рубцевих ран. Излучение ИК диапазона, поглощаемое радужной оболочкой, хрусталиком и стекловидным телом, более-менее безопасно, но также может повлечь за собой слепоту.

Таким образом, лазерное излучение повреждает (иногда неизлечимо) все структуры глаза.

Вследствие лазерного облучения в биологических тканях могут возникать свободные радикалы, которые активно взаимодействуют с молекулами и нарушают нормальный ход процессов обмена на клеточном уровне. Следствием этого является общее ухудшение состояния здоровья (аналогично влиянию ионизирующих излучений).