激光笔的安全隐患解析
摘 要：激光笔发出的激光具有亮度高、方向性好、发散角度小等优点，在教学、汇报和演示过程中被广泛使用。以其独特的魅力，激光笔也吸引了越来越多的儿童把它当作有趣的玩具。依据对激光笔市场风险监测结果，剖析了市场的状况和存在的安全风险，给出了避免安全风险的建议。
关键词：激光笔；激光辐射功率；对人眼和皮肤的危害；灼伤
中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.23.091
0 引言
激光笔作为教具广泛用于现代课堂中。它轻巧、便携，能很方便的操作多媒体和大屏幕等，也因其聚、远、亮的特性，引发少年儿童的兴趣。目前市面上能购买到的激光笔，最大功率可达数百毫瓦，大大超过准许向公众出售的 5 毫瓦。媒体经常出现激光笔造成伤害的报道——儿童将激光笔当玩具，对眼睛造成伤害，甚至直接导致失明，大功率的激光笔能点燃易燃物，造成灾害等。 基于激光笔存在的潜在危害，本文依据市场风险监测的结果，分析了激光笔的市场状况及其存在的安全隐患，给出了一些避免发生伤害的建议。
1 激光笔市场安全现状
近期对市场激光笔质量安全风险监测的情况如下：
采样的样品多来源于学校周边、玩具店及商场超市、电子批发市场。
风险监测项目和判定依据可能会带来的辐射伤害这个角度制定（详见表 1）。GB 7247.1-2012 标准中对 3R 类激光器做了界定，可见光波段（400～700nm）激光辐射功率不应大于 5mW。标准中对此类激光器的描述信息为：3R 类激光产品的激光束在可见光范围可引起眩目、闪光盲和视后像，特别是在光线暗的环境中。暂时的视觉干扰或受惊反映可能引起间接的一般性的安全问题。而大于 5mW 的激光笔则至少为 3B 类激光器，这类激光器即使发生意外的短时眼照射，也会造成较大伤害；皮肤被照射后可引起损伤，甚至有点燃易燃材料的危险。因此我们以 3R 类激光产品作为本次风险监测激光笔合格与否的判定标准。
本次风险监测结果：
本次风险监测采样 50 个批次，每个批次采样 1 只。监测的结果为： 50 批次中有 31 批次的激光功率小于或等于 5mW，19 批次的激光功率大于 5mW，有的已超过 100mW，大于 5mW 的占比达 38%；大多数样品没有按标准 GB 7247.1-2012 的要求进行标志，存在较大的安全隐患。
检测超出安全值的结果如表 2。
2 安全隐患分析
2.1 激光笔的工作原理
激光器主要通过受控受激发过程而产生或放大光波，波长在 180nm～1mm 范围的电磁辐射装置。激光笔是通过其中的激光二极管发出激光光束。
产生激光的三个条件是：实现粒子数反转，满足阈值条件和谐振条件。
当受激辐射满足阈值条件和谐振条件时便可形成光振荡，即可输出稳定的激光。
2.2 激光对人或动物的伤害
由于激光束的波长、能量及脉冲特性可能涉及的范围很广，所以使用时潜在的危害程度差别很大。国家标准 GB 7247.1-2012《激光产品的安全第 1 部分：设备分类、要求》中，按照对人眼和皮肤的危害程度递增顺序排列，把激光器分为七个类别：1 类、1M 类、2 类、2M 类、3R 类、3B 类、4 类。该标准规定每个激光产品应装有防护罩以防止人员接触超过 1 类可达发射极限（AEL）的激光辐射。类别越高，产生的激光辐射危害越大。1 类、1M 类、2 类、2M 类、3R 类、3B 类的可达发射极限（AELs）在 GB 7247.1-2012《激光产品的安全第 1 部分：设备分类、要求》的表 4 至表 9 中分别给出；在表 10 中给出了修正因子的值，它们是波长、发射持续时间、脉冲数量和对向角的函数。
通过测量工作状态下的激光辐照水平对激光产品分类，企业应在产品出厂前确定并明示。依据国家标准 GB 7247.1-2012，对于波长为 500～700nm 可见光范围连续发射激光的 1 类激光产品，其可达发射极限为 0.39mW，超过 0.39mW 的激光辐射会对人体产生伤害，1 类激光产品对裸眼是安全的；对于具有准直、大直径光束的 1M 类激光产品，只要不使用光学仪器直接观看光束是安全的；2 类激光产品的波长在 400～700 nm 之间，其可达发射极限为 1mW，不能直视光束，一个受 2 类激光束照射的人，将本能的眨眼并避开头部以保护自己。一般情况下功率小于 1mW（2 类）的激光笔照到眼睛时，眼睛会有一瞬间的不舒服，过几秒钟就会好了，但反复地、有意地暴露在激光束上则不安全；2M 类激光产品不能直视或通过光学仪器直接观看光束；3R 类激光器是比第 1 类和第 2 类具有更高功率的器件，可以具有 5 mW 的最大输出功率，其可达发射极限（AEL）是 1 类的 5 倍，这类激光产品应避免眼睛受到直接照射。对于 3R 及以下类别的激光产品，如果意外观看，可能导致眼睛受伤，但在大多数情况下，短期和无意的曝光，受伤的风险相对较低。一些激光指示器和对准产品属于 3R 激光产品。
3B 类激光器产品的输出功率可达到 500mW，光谱测量仪、激光扫描仪、立体摄影以及娱乐抛光灯等使用的就是 3B 类激光器。这类产品有足够的能量造成眼损伤，其直射光和反射光均可能对人眼产生损害，辐射功率越高，受伤害的风险越大，因此，使用前应阅读产品的安全使用说明，穿戴好隔离服及眼罩。3B 类激光器不适合一般用户使用。
4 类激光产品的输出功率大于 500mW，广泛用于外科手术、切割、焊接以及纤维机械加工中。这类激光非常危险，无论何时都不要在 4 类激光发射范围内暴露手及皮肤。很多人仅由于反射体反射的 4 类激光就导致眼睛被灼烧，因此任何反射体也都应该远离 4 类激光，任何人位于 4 类激光辐射范围内必须穿戴防护服以及眼罩。4 类激光还可导致火灾的发生。希望这些常识可以让大家认识到如何避免 4 类激光。在使用 4 类激光设备之前，必须阅读激光使用安全说明。
我们使用的激光笔通常发射红光（波长在 630 和 670 nm 之间）、绿光（532 nm）或蓝色光（约 445 nm）。人眼的响应是与波长相关的，并且在大约 555 nm 处达到峰值，随着接近可见光谱的两端（400 nm 至 780 nm），响应会减小。如果激光笔在 3 个不同波长（670 nm、635 nm 和 532 nm）下进行比较，在相同的辐射功率下，眼睛所感知到的亮度将大致在 1：10：30 的比率。因此，以更接近眼睛峰值响应的激光波长发射光的激光笔能够在较低的辐射功率下产生适当的视觉刺激，例如厌恶反应。
现在市场常常可以买到大于 5 mW 的激光笔，有的功率达数百毫瓦。这些特殊用途的激光笔流入市场，存在巨大安全隐患。
3 存在的安全隐患和建议
从上面激光笔产品质量安全风险监测情况来看，消费者在选购和使用激光笔时应注意产品存在的安全风险。一般来说，激光笔的激光光束越亮，说明激光辐射功率越高，对人眼和皮肤可能造成的灼伤越严重，少年儿童处于发育阶段尤其要注意回避。建议：
1 类或 2 类激光笔可作为工作场所的训练辅助器。3R 类激光笔也可在接受适当训练的工作场所使用。建议出售给公众用作指示器的激光笔应限于 1 类或 2 类，1 类激光产品应具有说明标记，2 类以上的激光产品除说明标记外还应有警告标记，且应附有充分的安全使用信息，使用户能够以安全的方式操作产品。1M 类、2M 类和 3R 类激光产品经评估眼损伤的风险非常低，可为消费者所接受。监管部门应限制 3B 类和 4 类激光产品的销售场所和对象。
另外，消费者购买和使用激光笔时应注意：
一是要注意选购正规厂家的产品，要检查规格型号、辐射类别、警示说明等标识是否齐全。
二是在满足使用要求的前提下，优先选购激光功率不大于 5 mW 即辐射类别为 3R 类及以下类别的产品。无专业需要，切勿购买 3B 类及 4 类大功率激光笔。
三是要向家长和少年儿童普及激光常识，了解辐射危害。选购玩具时，不要为儿童购买带激光射击功能或激光瞄准功能的玩具。对已有的玩具，应查看激光辐射类别，对超过 1 类的激光玩具应停用。
四是市场监管部门应将激光笔纳入校园周边整治范畴，杜绝在学校周边摊贩、商店等渠道销售大功率激光笔。
五是办公或教学用激光笔则应放置在儿童无法触及的地方。
六是在使用激光笔过程中尤其要避免出现照射人体眼睛、皮肤以及衣服等的情况。
参考文献
[1]GB 7247.1-2012 激光产品的安全.第 1 部分：设备分类、要求[S].
[2]GB/T 15175-2012 固体激光器主要参数测量方法[S].
[3]Eye hazards of laser ‘pointers’ in perspective John Marshall，1 John B O’Hagan，2，3 John R Tyrer4 Marshall J，et al.Br JOphthalmol May 2016 Vol 100 No 5.
[4]Accurate，inexpensive testing of laser pointer power for safe operation JoshuaHadler and Marla Dowell MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY Meas.Sci.Technol.24 （2013） 045202 （7pp） doi：10.1088/0957-0233/24/4/045202.
作者 廖荆