1. Фотобіологічний ефект
Щоб обговорити питання фотобіологічної безпеки, першим кроком є ​​уточнення фотобіологічних ефектів. Різні вчені мають різні визначення конотації фотобіологічних ефектів, які можуть стосуватися різних взаємодій між світлом і живими організмами. У цій статті ми обговорюємо лише фізіологічні реакції людського організму, викликані світлом.
Вплив фотобіологічного впливу на організм людини багатогранний. Відповідно до різних механізмів і результатів фотобіологічних ефектів їх можна умовно розділити на три категорії: візуальні ефекти світла, невізуальні ефекти світла та радіаційні ефекти світла.
Візуальний ефект світла відноситься до впливу світла на зір, який є найбільш фундаментальним ефектом світла. Здоровий зір є найважливішою вимогою до освітлення. Фактори, які впливають на візуальні ефекти світла, включають яскравість, просторовий розподіл, передачу кольору, відблиски, характеристики кольору, характеристики мерехтіння тощо, що може спричинити втому очей, розмитість зору та зниження ефективності завдань, пов’язаних із зображенням.
Невізуальні ефекти світла стосуються фізіологічних і психологічних реакцій людського організму, викликаних світлом, які пов’язані з ефективністю роботи людей, почуттям безпеки, комфорту, фізіологічним і емоційним здоров’ям. Дослідження невізуальних ефектів світла почалися відносно пізно, але швидко розвивалися. У сучасній системі оцінки якості освітлення невізуальні ефекти світла стали важливим фактором, який не можна ігнорувати.
Під радіаційним ефектом світла розуміється пошкодження тканин людини внаслідок впливу світлового випромінювання різних довжин хвиль на шкіру, рогівку, кришталик, сітківку та інші частини тіла. За механізмом дії радіаційний вплив світла можна розділити на дві категорії: фотохімічне пошкодження та пошкодження тепловим випромінюванням. Зокрема, це включає різні небезпеки, такі як УФ-хімічні небезпеки від джерел світла, небезпеки синього світла сітківки ока та термічні небезпеки шкіри.
Організм людини може певною мірою протистояти або відновлювати наслідки цих ушкоджень, але коли ефект світлового випромінювання досягає певної межі, здатність організму до самовідновлення стає недостатньою для усунення цих ушкоджень, і пошкодження накопичуватимуться, що призведе до незворотних наслідків, таких як як втрата зору, ураження сітківки, пошкодження шкіри тощо.
Загалом існує складна багатофакторна взаємодія та механізми позитивного та негативного зворотного зв’язку між здоров’ям людини та освітленим середовищем. Вплив світла на організми, особливо на організм людини, пов'язаний з різними факторами, такими як довжина хвилі, інтенсивність, умови роботи та стан організму.
Метою вивчення ефектів фотобіології є вивчення факторів, пов’язаних між результатами фотобіології та світловим середовищем і біологічним станом, виявлення факторів ризику, які можуть завдати шкоди здоров’ю, і сприятливих аспектів, які можна застосувати, пошуку переваг і уникнення шкоди, і забезпечити глибоку інтеграцію оптики та наук про життя.

2. Фотобіозахист
Концепцію фотобіобезпеки можна розуміти двома способами: вузьким і широким. У вузькому визначенні «фотобіобезпека» стосується проблем безпеки, спричинених радіаційним впливом світла, тоді як у широкому значенні «фотобіобезпека» стосується проблем безпеки, спричинених світловим випромінюванням для здоров’я людини, включаючи візуальні ефекти світла, невізуальні ефекти світла і радіаційні ефекти світла.
У існуючій системі досліджень фотобіозахисту об’єктом дослідження фотобіозахисту є освітлювальні прилади або пристрої відображення, а об’єктом фотобіозахисту є такі органи, як очі або шкіра людського тіла, що проявляється у вигляді змін фізіологічних параметрів, таких як температура тіла та діаметр зіниці. . Дослідження фотобіобезпеки в основному зосереджені на трьох основних напрямках: вимірювання та оцінка випромінювання фотобіозахисту, створюваного джерелами світла, кількісний зв’язок між фотовипромінюванням і реакцією людини, а також обмеження та методи захисту від випромінювання фотобіозахисту.
Світлове випромінювання, створюване різними джерелами світла, відрізняється за інтенсивністю, просторовим розподілом і спектром. З розвитком освітлювальних матеріалів і інтелектуальних технологій освітлення нові інтелектуальні джерела світла, такі як світлодіодні джерела світла, джерела світла OLED і лазерні джерела світла, поступово будуть застосовуватися в домашньому, комерційному, медичному, офісному або спеціальному освітленні. У порівнянні з традиційними джерелами світла, нові інтелектуальні джерела світла мають сильнішу енергію випромінювання та вищу спектральну специфічність. Тому одним із передових напрямів дослідження фотобіологічної безпеки є вивчення методів вимірювання або оцінки фотобіологічної безпеки нових джерел світла, таких як дослідження біологічної безпеки автомобільних лазерних фар і системи оцінки здоров’я та комфорту людини. напівпровідникових освітлювальних приладів.
Фізіологічні реакції, викликані різною довжиною хвилі світлового випромінювання, що діє на різні органи або тканини людини, також відрізняються. Оскільки людський організм є складною системою, кількісний опис зв’язку між світловим випромінюванням і реакцією людини також є одним із передових напрямків у дослідженнях фотобіобезпеки, наприклад, вплив і застосування світла на фізіологічні ритми людини, а також проблема світла. доза інтенсивності, що викликає невізуальні ефекти.
Метою проведення досліджень фотобіологічної безпеки є уникнення шкоди, спричиненої впливом на людину світлового випромінювання. Тому на основі результатів досліджень фотобіологічної безпеки та фотобіологічних ефектів джерел світла запропоновано відповідні стандарти освітлення та методи захисту, а також запропоновано безпечні та здорові схеми проектування освітлювальних виробів, що також є одним із передових напрямків фото дослідження біологічної безпеки, такі як проектування систем освітлення здоров’я для великих пілотованих космічних кораблів, дослідження систем освітлення здоров’я та відображення, а також дослідження технології застосування захисних плівок синього світла для здоров’я та безпеки світла.

3. Фотобіозахисні стрічки та механізми
Діапазон смуг світлового випромінювання, задіяних у фотобіологічній безпеці, в основному включає електромагнітні хвилі в діапазоні від 200 нм до 3000 нм. За класифікацією довжини хвилі оптичне випромінювання в основному можна розділити на ультрафіолетове випромінювання, випромінювання видимого світла та інфрачервоне випромінювання. Фізіологічні ефекти, спричинені електромагнітним випромінюванням різних довжин хвиль, не зовсім однакові.
Ультрафіолетове випромінювання відноситься до електромагнітного випромінювання з довжиною хвилі 100-400 нм. Людське око не сприймає наявність ультрафіолетового випромінювання, але ультрафіолетове випромінювання має значний вплив на фізіологію людини. Коли ультрафіолетове випромінювання поширюється на шкіру, воно може викликати розширення судин, що призводить до почервоніння. Тривалий вплив може спричинити сухість, втрату еластичності та старіння шкіри. Коли ультрафіолетове випромінювання поширюється на очі, воно може викликати кератит, кон'юнктивіт, катаракту тощо, спричиняючи пошкодження очей.
Випромінювання видимого світла зазвичай стосується електромагнітних хвиль із довжиною хвилі від 380 до 780 нм. Фізіологічний вплив видимого світла на організм людини в основному включає опіки шкіри, еритему та пошкодження очей, такі як термічні травми та ретиніт, спричинені сонячним світлом. Особливо високоенергетичне синє світло в діапазоні від 400 нм до 500 нм може спричинити фотохімічне пошкодження сітківки та прискорити окислення клітин у макулярній області. Тому прийнято вважати, що синє світло є найшкідливішим видимим світлом.