雷射監測

雷射是一種人造光源，被廣泛套用於工業、農業、軍事、醫療和科研等領域。所需測量的雷射參量主要包括雷射器的總輸出能量和功率，雷射的輻照量或輻照度，對擴展雷射源應測量雷射輻射率。

雷射的概念

雷射，即“因受激輻射而產生的放大光”。它是由處於激髮狀態下的原子、離子或分子在光子作用下，形成受激輻射而產生的一種具有高度方向性、單色性和極大亮度與高能量或高功率密度的光束。雷射是20世紀60年代問世的一種新型光源，是一種人造的、特殊類型的非電離輻射。通常雷射波長在200nm～1mm，根據波長不同，雷射可分為紫外線（200～400nm）、可見光（400～700nm）、紅外線（700～1400nm）及遠紅外線（1400～1×10⁶nm）。

雷射的主要來源

雷射是一種人造光源，產生雷射的裝置稱為雷射器。按雷射的波譜來劃分，可分為紫外、可見和紅外雷射器，以及近年來發展的X射線和γ射線雷射器。按輸出方式又可分為連續波雷射器和脈衝波雷射器。

雷射已被廣泛套用於工業、農業、軍事、醫療和科研等領域。

（1）工業。用於雷射打孔、切割、焊接、雷射列印等。

（2）軍事和航天。用於雷射雷達、雷射通信、雷射測距、雷射制導、雷射瞄準、雷射致盲武器等。

（3）醫學。用於眼科、外科、皮膚科、腫瘤科、婦產科、耳鼻喉科等多種疾病的診斷、治療。

（4）環境科學。套用雷射探測環境中污染物。

（5）其他。雷射雕刻、雷射排字、雷射唱片、娛樂雷射燈、高能量雷射筆、低能量雷射玩具等技術已進入人們的文化生活。

雷射的物理特性

（1）物理特性。雷射除具有光的一切特性以外，還具有方向性強、高亮度、高單色性、高相干性等特徵。

①方向性好。普通的光源是向四面八方均勻散射的，而雷射則是沿著一定的方向規則地向外發出一束很細的光，光束能傳播到很遠的距離而仍具有足夠的強度。

②單色性。普通光源發射的光有較長的波長範圍。如太陽光就包含有紫外、可見光到紅外等波段。而雷射則是具有單一頻率（或波長）的單色光，如氦氖雷射譜線寬度小於千萬分之一埃（Å）。

③高相干性。普通光各組分之間沒有固定的相位關係，而雷射與無線電波一樣，其頻率、振幅都是均勻的，連續不斷的，是一種相干的波，具有很好的相干性。

④高亮度。雷射器能將光能量在空間上、時間上高度集中起來，故亮度較高。

（2）雷射安全分級。依據原發束或反射光束對眼睛或皮膚的損傷能力和可接受的最大輸出功率，分為四級：

Ⅰ級：最低的雷射能量等級，如超市裡的掃瞄器，通常被認為是不產生輻射危害的水平；

Ⅱ級：在小心控制暴露條件下可以直視的可見範圍內低能量雷射，如雷射筆，一般不會產生傷害，但長時間直視雷射束有可能傷害視網膜，對皮膚無損傷作用；

Ⅲ級：中等功率的雷射和雷射系統，典型的有理療雷射。Ⅲ級通常又分為Ⅲa和Ⅲb兩個亞級別，Ⅲa級用肉眼注視雷射在極短時間內不會產生危害，Ⅲb級是直視可產生危害的水平。Ⅲ級雷射正常使用不會對皮膚產生傷害並且無漫反射危害反應；

Ⅳ級：大功率雷射和雷射系統，屬最危險的雷射，能灼傷皮膚，有漫反射危險。大多數手術雷射屬於Ⅳ級。

雷射的監測方法

一般情況下，所需測量的雷射參量主要包括雷射器的總輸出能量和功率，雷射的輻照量或輻照度，對擴展雷射源應測量雷射輻射率。

（1）測量方法。

①測量時將雷射器調至最高輸出水平，要消除非測量波長雜散光的影響。

②雷射器對眼和皮膚的最大容許照射量的測量，應在雷射人員工作區進行。測量儀器的接頭應置於光束中，以光束截面中最強的輻射水平為準。

③測量最大容許照射量的最大圓面積直徑為極限孔徑。

（2）測量儀器。根據雷射器的輸出波長和輸出功率選擇適當的測量儀器。

①用1mm極限孔徑測量輻射水平時，測量儀器接收頭的靈敏度必須均勻，測量誤差不得超過±10%。

②測量時，中小功率的雷射器選用錘形腔熱電式的功率計，小功率的雷射器選用光電型的能量計，大功率的雷射器選用流水量熱式功率計。

詳見《工作場所物理因素測量雷射輻射》（GBZ/T189.4—2007）、《雷射輻射功率和功率不穩定度測試方法》（GB/T13863—2011）。