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失传技术研究所小讲堂 篇六十八:论高功率光源的安全风险

ACFUN_AK 09-04 10:21 + 关注

创作立场声明:我觉得还是写这样的文章更有意义,比晒开箱之类的意义大得多,就是不知道各位能不能看到了

张大妈的各位,图吧的垃圾佬们,你们好

今天咱偶然想起来了以前的电子DIY(划掉)作死生涯,所以想简单的总结一下如题的这个论题。

虽然目前可以水(划掉)更新的内容有很多,但是就是想讲一下 我个人的一些经验,防止各位垃圾佬坠入魔道掉到电子DIY的天坑里追悔莫及,就这意思


失传技术研究所小讲堂 篇六十八:论高功率光源的安全风险


道路千万条,安全第一套,玩电不规范,亲人两行泪

我个人因为电子DIY吃了很大的亏,真的。虽然也有所得但是失去的更多。关于高能光线的伤害就是其中的代表,因此有必要向各位科普高能光线的危害

其实高能光线造成的危害以目前能见到的数量级基本都是集中在视力的伤害上,要说强光一照人就灰飞烟灭是假的,这种数量级的能量就和噪音对人的影响一样,基本都是集中在听力等传感器的损伤上了,要说噪声把人内脏震碎显然以生活常见的能量数量级也是不可能的。

首先先从生活中常见的激光源开始说吧


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首先是这种上课用来PPT翻页的指示笔,这种指示笔我们本地俗称“红外线”,然而实际上发出的是红色可见光,因为功率很弱所以实际上光点如果不是在弱光环境根本就看不见


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上面有风险提示


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3R类激光是什么概念呢?

Class 3R:级为可见光的连续激光,输出为1-5mW的激光束,光束的能量密度不要超过25W/mm²

我们通常认为2类激光器“安全”,3B类激光器则存在“潜在威胁”,而3R类激光器则是介于这两种激光器之间。虽然和3B级一样,是“直视光束会有潜在危险”,但其风险比3B类低

4类激光非常危险

这种设备最为常见,基本什么文具上都可能会有,小卖店十块钱买一个很容易。其实在我以前的那时候也就卖5块钱,不过当时5块钱也挺值钱的

这种激光其实对人眼的伤害基本可以忽略不计,即使直视激光短期内造成视力下降,然而因为光线实在太弱所以伤害基本都是可逆的,不足惧也


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第二个要介绍的就是这种激光笔了

和普通的上课用的激光笔不同的是,这种激光笔基本的用途不是用于课堂使用。之前我在上课的时候曾经用这种激光笔充当指示笔,结果同学们普遍反映光点太亮无法直视

这种指示笔通常用于天文等用途,指星笔嘛,然而实际上因为会对延时摄影的照片产生毁灭性的痕迹所以天文也不常用。


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这样的激光笔一般会装备一些这种折射用的接头,可以让光线散开到一个相对来说比较大的面积,个人觉得可能会有KTV喜欢这个?


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然而,这种激光器的能量却高了很多。如果能量集中的话,也能打穿气球或者点燃火柴,对人体脆弱的眼睛更是直接威胁,理论上超过5mw的激光器就能对人眼造成不可逆损伤,新闻上被大多数因为家长给小孩瞎买激光笔当玩具然后孩子视网膜被烧坏的情况都是被图上这种303激光烧的

之前曾经用这东西的单束光射窗户然后反射光擦着我头皮回来了,当时我差点吓尿了,再低一点眼睛不保了

具体被烧的小孩子的眼睛会变成什么样子嘛……基本都是烧黄斑区,至于被烧过视网膜的眼睛看东西是什么体验各位可以用激光笔烧旧手机镜头试试……基本就是那样的

303激光实际上是红外激光,经过倍频晶体之后转出来的532绿光激光,和520草绿原生绿色激光不同的是,这种激光器低温性能很差,需要预热才能正常使用。否则出光口只能看到淡淡的红光,是红外光带的红色频率偏移


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除了303激光,生活中更多更常见的激光器还有很多


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这款我以前的作品就是用的模块化激光模组+手持三脚架的DIY产品,实际使用起来自然是非常顺手

上面可以根据实际需求换激光模组,一般都是30多块钱的100毫瓦405nm蓝紫光激光和40多块钱的250毫瓦650nm红光激光。在同样的功率下波长更长的可见光更难会聚能量,蓝紫光波长更短所以能量相对更高(CD到DVD到蓝光不就是缩减激光头的波长嘛)。所以实际体验上来说,用手持激光来刻字100毫瓦的蓝紫光模块更好用。

然而,250nm红光激光的输出功率也是5mw激光的50倍了,如果直射人眼的话危险性仍然是不可不防的,绝对会造成不可逆损伤的


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以前大功率激光笔还能在网上随便买的时候,经常出现各种标称10W20W的激光笔,然而实际来看基本都是假的,因为当时国内还没有单体10W的激光器,也就是激光头。这种激光都是用激光二极管激发的,国内没有那么大的激光二极管当然也就没有激光笔


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这款标称10W的450nm纯蓝激光号称10W,实际功率1W左右,那也相当可怕了

在标准亮度的环境下空气中的光柱清晰可见

在这种数量级下,直视激光点都会眼花并可能造成视力损伤


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为此,我在使用的时候通常会佩戴防护眼镜

虽然上图这个眼镜也被我改成了带激光模组和电池组的激光眼镜

这种操作并不是凭感觉的,而是根据现有的标准:

ClassⅠ:低输出激光(功率小于0.4mW)。基本不会对眼睛产生危害,可以保证设计上的安全,不必特别管理。

ClassⅡ:低输出的可视激光(功率0.4mW-1mW),通常1mW以下的激光会导致炫目。不要直接在光束内观察,也不要用小于1mw的激光直接照射别人的眼睛,避免用远望设备观察ClassⅡ的激光。

Class Ⅲ 有 ⅢA 和 ⅢB级:

Class ⅢA级为可见光的连续激光,输出为1-5mW的激光束,同Class Ⅱ一样,不要直接在光束内观察,也不要用Class ⅢA的激光直接照射别人的眼睛。

Class ⅢB级为5-500mW的连续激光,直接在光束内观察有视网膜损伤的风险

ClassⅣ级为高输出连续激光(大于500mW),有火灾的危险,反射光也有同等危险,尤其值得注意


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上W的激光是什么概念?就是可以任意的在白色介质上刻字,如果有耐心甚至还能做激光切割

以前我还真用这东西干过激光切板,然而这东西你猜怎么着?最后要切完的时候板材着火了,之前干的全白切了

值得注意的是激光的防护必须使用不同颜色的眼睛才能有效防护,激光防护眼镜可以吸收某些波长的光线,而让其它波长光线透过,所以都呈现一定的颜色,所呈现颜色为透过光颜色。当然用电焊眼镜也可以有效防护,电焊眼镜的玻璃标号有7 8 9号号越大防护效果越好,大功率激光建议使用8号以上的镜片进行防护


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刚才说到激光用二极管作为介质是吧,也就是固态激光器。实际上激光还有气体激光,比如实验室常用的氦氖激光,以及工业常用的CO2激光,功率动辄几十上百瓦,而且是不可见激光,红外激光。这种东西可以用来烤肉然后还看不到光点,是非常可怕的东西。而且点亮它还并不需要什么复杂的电路,这种东西的成本很低,我自己一度也想过要做,但是后来还是决定放弃了


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不是上图这种东西,上图这个实际上就是个荧光灯,CCFL冷荧光灯管,老式的笔记本液晶屏都是这种灯管

并不是激光,所以不存在什么风险


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相比激光,普通的手机LED闪光灯或者强光手电对人基本没有威胁


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不过自制的上百瓦的LED灯仍然对人眼非常有危险性,因为光通量很大嘛,即使不是激光,100W也非常高了

自制的100W LED大灯,可以用电动车充电器或者电动车电瓶供电,顺便说下,轻型电动车电机的典型功率也就250W

说实在的,玩这些东西当时咱都有过相关的了解,因此也比较注意防护,基本没有过问题


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真正危险的是紫外灯,这种灯的伤害真的非同小可。这个紫外灯打着消毒灯的名义直到今天都可以随意买到,然而紫外灯的灯管也好灯头也好都没有标注紫外灯可能的危险。这种紫外灯对人的伤害是非常大的,除了对眼睛之外,还会产生臭氧灼伤呼吸道,以及对皮肤也有伤害。以前咱在做视频UP的时候想演示紫外线可以激活荧光粉发光,一期视频大概半个小时吧。然而视频录完之后不久,我就发现我的视线开始模糊,并且眼睛非常疼。

后来我发现我看不清楚手机上的字,后来就连看自己家的挂表都看不清,我看手表得把手举到眼睛前5-10cm的位置,也就是说,已经严重近视了。当时我就觉得我引以为傲的2.0C字表视力可以再也不会有了,并且在考虑将来应该怎么办

紫外线波长:10nm~400nm 分为UVA(紫外线A,波长320~400纳米)、UVB(波长280~320纳米)、UVC(波长100~280纳米)3种 对于紫外灯,254nm的是无臭氧波段紫外线,185nm是有臭氧波段紫外线,我用的是有臭氧的

对于紫外线,当其波长缩短时,透过角膜的能力也随之减少,但吸收率却显著增加,370nm时,透过率为90%;330nm时为80%;305nm时为50%,300nm时为25%,290nm时仅为2%的紫外线可穿过角膜进入眼内,其余的98%一半为角膜上皮吸收,一半为角膜间质吸收。如果波长继续降至230nm,则97.3%约被上皮吸收,几乎没有进入眼内。也就是说,我的角膜细胞在紫外光下已经被杀死了,角膜开始融化。因此也就自然看不清东西了。此外,紫外线还会导致白内障

当时我真的觉得自己和瞎了一样,鼠目寸光,并且开始慌张,后来也看开了,如果视力一直是这样样子自己好歹也还活着。因为当时我百度了一下紫外损伤,结果百度说紫外伤害不可逆,于是万念俱灰并开始认为我的视力没准可能永远都是0.1了,2.0再也不存在了(所以今天有人问我用百度干嘛还骂,我只能说问出这种问题会凸显自己的无知)。但是当时我不死心,因为当时还能通过科学手段上谷歌,于是就趁着眼睛还能看见仔细的查了下,发现对于这种损伤还是有办法的


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因为视网膜没事所以只需要考虑让死掉的角膜细胞尽快代谢掉让新生成的细胞取代原来的位置就可以解决问题。当然,要达到这个目的可不便宜,但是我当时就和我妈说去药店跟他们说我眼睛角膜被紫外灯烧了,无论他们要多少钱都给,结果就弄回来了这么一个带生物活性的眼药,坚持滴了一个礼拜好了。其实从第三天视力就恢复的差不多了。


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这玩意具体值多少钱我不记得了,我就记得肯定比紫外灯贵,但是远远比换个眼睛便宜。总之我很幸运自己的视力后来完全恢复了,还好没信百度放弃治疗所以没有错失良机。

我自己眼睛被紫外灯烧过所以我知道那是什么感受,所以现在我看到很多熊孩子没事喜欢拿着激光笔在那乱晃还想照别人眼睛我就想拿着紫外灯糊他们脸上每天照两小时。

好在我生活的环境的孩子们都懂事听话,除了我没有人喜欢拿着这么危险的东西出门乱晃。不过作为过来人,我对各位的建议就是电子DIY可以学,但是这些高能相关的领域永远不要接触。道路千万条,安全第一套,玩电不规范,亲人两行泪

我知道这个文章很多人看了都不会喜欢,但是这种危险确实存在。我们能做的只有去了解然后规避风险,拒绝接受知识只会带来更多的伤害,所以我写这篇文章是因为良心,我不希望平台会因为所谓的“安全原因”退稿,因为只有让更多人知道危险才会让更多人少受伤害。


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全部评论 (2)
一刀999
0
09-10 22:46

我小时候拿那种3块钱的激光玩具照过眼睛,现在近视👓500度[哭泣]

xuyilei
0
09-07 20:06

作者有心了,这个是smzdm上面正真难得的干货好文章

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