Физиологические эффекты при воздействии лазерного излучения на человека

Лазерное излучение характеризуется некоторыми особенностями: 1 — широкий спектральный (&=0.2. 1 мкм) и динамический (120. 200 дБ); 2 — малая длительность импульсов (до 0.1 нс); 3 — высокая плотность мощности (до 1e+9 Вт/см2) энергии; 1. Измерение энергетических параметров и характеристик лазерного излучения 1.1 Измерение мощности и энергии лазерного излучения.

Энергия[Дж] - энергия, переносимая лазерным излучением — W Мощность [Вт] энергия, переносимая лазерным излучением в единицу времени — P Средства измерения содержат: 1) ПИП — приемник (первичный) измерительный преобразователь 2) Измерительное устройство 3) Регулирующее или отсчетное устройство В ПИП энергия преобразуется в тепловую или механическую или в электрический сигнал ПИП делятся на два типа: поглощающего и проходного В ПИП поглощающего типа, поступая на вход энергия лазерного излучения почти полностью поглощается и рассеивается в нем.

В ПИП проходящего типа рассеивается лишь поступившей на вход энергии излучения, а большая часть излучения проходит через преобразователь и может быть использована для требуемых целей.

Измерительное устройство включает преобразовательные элементы и измерительную цепь. Их назначение — преобразование выходного сигнала ПИП в сигнал, подаваемый на отсчетное устройство.

Отсчетное или регистрирующее устройство служит для считывания или регистрации значения измеряемой величины.

Тепловой метод

Сущность метода состоит в том, что энергия излучения при взаимодействии с веществом ПИП превращается в тепловую энергию, которая впоследствии измеряется.

Для измерения тепловой энергии, выделяющейся в ПИП, обычно используют: -термоэлектрический эффект Зеебека (возникновение тепловой ЭДС между нагретыми и холодными спаянными проводниками из двух разных металлов или проводников); -боллометрический эффект (явлении изменения сопротивления металла или полупроводника при изменении температуры); -фазовые переходы «твердое тело-жидкость» (лед-вода); -эффект линейного или объемного расширения веществ при нагревании; Необходимо отметить, что все тепловые ПИП в принципе являются калориметрами.

К достоинствам калориферов относятся: -широкий спектральный и динамический диапазон работы; -высокая линейность, точность, стабильность характеристик; -простота конструкции; Тепловой поток: Ф=Gt (Tk -To), где Gt тепловая проводимость; Rt/1=1/Gt тепловое сопротивление.

Уравнение теплового равновесия имеет вид: dT (t) T (t) P (t) =C*----- + ----, где P (t) мощность, рассеиваемая в dT Rt калориметре; C теплоемкость; T=Tk-To Если в ПИП чувствительным элементом является термометрическое сопротивление, которое непосредственно воспринимает оптическое излучение и в нем присутствует приемный элемент, то такой ПИП называется болометром.

Принцип работы пироэлектрических ПИП основан на использовании пироэлектрического эффекта, наблюдаемого у ряда нецентросимметричных кристаллов при их облучении и проявляющегося в возникновении зарядов на гранях кристалла перпендикулярных особенной полярной оси. Если изготовить небольшой конденсатор и между его обкладками поместить пироэлектрик, то изменения температуры, обусловленное поглощением излучения, будут проявляться в виде изменения заряда этого конденсатора и могут быть зарегистрированы.

Выходной сигнал пироэлектрических ПИП пропорционален скорости изменения среднего прироста температуры (d T/dt) чувствительного элемента. Следствием этого является высокое быстродействие пироприемников (до 1E- c), а также их чувствительность, большой динамический диапазон; широкий спектральный диапазон (0.4. 10.6 мкм). Конструктивно чувствительный элемент пироприемника не отличается от калометрических ПИП, за исключение самого чувствительного элемента, выполненного из пироэлектрика.