激光科学技术是20世纪60年代新兴的科学。1960年Maiman研制出第一台激光管。20世纪60年代激光即被应用于医学领域，首先用于眼科治疗视网膜病变。尔后，又用于治疗青光眼、白内障囊膜切开等。此外，肿瘤科、心血管、妇产科等也把激光作为有效的治疗手段。近20年来激光技术发展迅速，广泛应用于医学和工业、农业、通信、空间技术及环境保护等各个领域。

激光是在物质的原子、分子体系内，通过受激辐射，使光放大而形成的一种新型光。激光具有单色性、方向性及相干性等特点。

（一）单色性

普通光源发射的光，其波段范围较宽，例如太阳光包含红外线、可见光及紫外线。而激光为单色光，如氦氖激光谱线宽度小于1/1000万 。

（二）方向性

普通光源向立体空间各个方向均匀散射，而激光仅沿着一定方向规则地发射出一束很细的光。

（三）相干性

普通光各组分之间没有固定的相位关系，而激光与无线电波一样，其频率、振幅都是均匀的、连续不断的，是一种相干的波，具有很好的相干性。

产生激光的装置称为激光器，按照产生激光的物质，激光器分为固体激光器、气体激光器、液体激光器和半导体激光器。常用的固体激光器有掺钕钇铝石榴石（Nd∶YAG）和钕玻璃激光器；气体激光器有氦氖激光器、氩离子激光器、氪离子激光器和二氧化碳激光器；液体激光器有螯合物激光器、无机液体激光器和有机染料激光器。半导体激光器是所有激光器中效率最高、体积最小的一种。

（一）激光对人眼损伤的机制

激光对人眼损伤的机制非常复杂，目前认为，激光有三种破坏性效应：热效应、冲击波效应及电磁波效应。

1.热效应

是损伤眼组织的重要因素，组织吸收光后温度很快上升，Meguh认为在数毫秒的极短时间内可升温至200～1000℃；45～50℃的温度持续1分钟左右，这两种情况中的任何一种，均使蛋白质破坏，机体细胞遭受损害。实际上，激光引起机体组织的热损伤，同烧伤特别是同高频电流所致烧伤相似，所不同的是激光损伤的界限十分清楚，只是由于后来损伤处的继发性渗出、出血及再生等使损伤边缘变得模糊。

2.冲击波效应

受照射的机体组织由于温度在极短时间内急剧上升，而在瞬间释放出来的热来不及通过热传导和对流等扩散时，则产生热膨胀。机体组织如此快速膨胀，导致冲击波的产生，并向组织扩散，因此冲击波效应常和热效应同时存在。

3.电磁波效应

强度激光照射于组织时引起组织内原子和分子的振动，引起电磁效应及离子化使组织遭到损伤。

激光对机体组织的作用，通常是几种效应同时在起作用，只是各种效应的比重有所不同。氩离子激光及二氧化碳激光的主要作用机制为热效应，而冲击波效应则不甚重要。脉冲时程短、功率高的巨脉冲激光，最大能量在极短时间内释放出来，则冲击波和电磁场效应为造成机体组织损伤的主要作用。

（二）影响激光对眼部损伤的因素

眼部受激光损伤的程度取决于激光本身的因素及眼球的情况。

1.激光本身的因素

（1）激光波长

据测定人眼对0.4000～1.4000μm波段内的各种光波都能通过，透过率的大小随波长的长短而异。其中0.4000～0.8000μm的可见光波段以及0.800～0.900μm光的近红外线绝大部分都能透过眼的屈光间质到达眼底，并被色素细胞吸收，其吸收率随波长增大而降低，故在此段内的激光（如氩激光器的0.4880μm，氦氖激光器的0.6328μm，红宝石激光器的0.6943μm），一般都不损害屈光间质，而只损伤视网膜、脉络膜。

在0.400μm以下的紫外线波段中，以0.300～0.400μm主要被晶状体吸收，对0.300～0.380μm的紫外线吸收尤为强烈。0.2950μm以下的紫外线几乎全被角膜与结膜吸收，因此，紫外线波段的激光只损伤角膜与结膜，亦即所谓电光性眼炎。

0.9500～1.0500μm特别是1.0000μm的红外线，能被眼的屈光间质吸收，以热辐射形式损伤眼的浅层组织，处在这一波段内的钕玻璃激光器和掺钕钇铝石榴石激光器的1.0600μm的激光，约有50%以上的能量被屈光间质吸收。具体对1.0000μm以上的红外线，如吹玻璃工人产生的白内障；角膜、屈光间质对1.4000μm以上的红外线都有明显的吸收作用，因此对眼的损伤也较大。

（2）激光能量或功率

激光能量或功率愈大，对眼的损害也愈大。

（3）激光照射眼的角度

光束垂直于角膜表面照射眼部比斜照的损伤严重，因为入射角愈小则在视网膜上的光斑愈小，能量密度愈集中，故损害程度亦严重。

2.眼球的情况

（1）色素

眼底色素越多，激光引起的损害愈大。

（2）眼的调节

平行光线进入正视眼球时，只是在睫状肌松弛的条件下（即视远）到达视网膜上的光才能经眼的屈光系统聚集成最小的光斑，容易造成视网膜损伤。当睫状肌收缩时（即视近），视网膜的成像会大一些。

（3）眼注视方向

如果眼正视激光束，则激光聚焦于视网膜黄斑中心凹处，成像小，则损伤大。若斜视激光束，则激光落于黄斑之外，损伤小。

（4）瞳孔大小

瞳孔白天缩小，晚上扩大，两者相差较大，显然在受到相同的激光能量密度辐射时，晚上较白天更易引起眼底损伤。

（一）阈值剂量

激光的安全阈值应大大低于激光的损伤阈值。激光的生物效应可有累积作用，单次激光照射后未引起明显损伤，多次照射后引起损伤。我国目前尚未订出统一的安全阈值及防护标准。可参阅美国国家标准研究所制订的激光安全标准（表1）。

表1 激光安全标准（美国国家标准研究所制）

该标准数据运用于激光发散角小于1毫弧度，曝光时间（t）小于10秒的情况，或激光发散角小于5.6毫弧度，t大于0.1秒的光源。

（二）防护

激光对人眼虽有一定的损害，但只要采取切实可行的防护和安全措施，完全能够防止激光对眼部的损伤。

1.接触激光的人员必须严格遵守安全操作规则

（1）决不能用眼直接观看功率超过安全阈值的激光束。从黑相纸反射回来的光束也可能灼伤黄斑。

（2）激光器工作的房间尽可能有较亮的照明条件，房间四壁或工作台应有较粗糙的表面和较深的色泽，以减少激光的反射或散射。

（3）激光器光路上要求设置不透明的封闭遮光罩，挡住激光的靶材料应具备无反射和防燃等特性。

（4）对于人工触发的脉冲激光器，在触发前，最好把眼睛闭上，或背向激光光路，要特别注意和防止脉冲激光器的偶然输出。在对激光器进行光学调试时，都要事先让电容器放电，并切断电源。

2.激光防护镜

工作人员操作时应戴上相应的防护眼镜。

激光防护镜应具备的主要条件：能对所有波长的激光（主要是0.3200～0.6000μm）具有防护作用。保证将可能达到视网膜的光能减弱到安全水平。根据防护要求的不同，防护镜可分反射型、吸收型、反射吸收型、爆炸型、光化学反应型、光电型以及变色的微晶玻璃型等不同种类。