1. Fotobiologisk effekt
For at diskutere spørgsmålet om fotobiologisk sikkerhed er det første skridt at afklare de fotobiologiske effekter. Forskellige forskere har forskellige definitioner af konnotationen af ​​fotobiologiske effekter, som kan henvise til forskellige interaktioner mellem lys og levende organismer. I denne artikel diskuterer vi kun den menneskelige krops fysiologiske reaktioner forårsaget af lys.
Indvirkningen af ​​fotobiologiske effekter på den menneskelige krop er mangefacetteret. Ifølge de forskellige mekanismer og resultater af fotobiologiske effekter kan de groft opdeles i tre kategorier: visuelle effekter af lys, ikke-visuelle effekter af lys og strålingseffekter af lys.
Den visuelle effekt af lys refererer til lysets effekt på synet, som er den mest fundamentale effekt af lys. Visuel sundhed er det mest grundlæggende krav til belysning. De faktorer, der påvirker lysets visuelle effekter, omfatter lysstyrke, rumlig fordeling, farvegengivelse, blænding, farveegenskaber, flimmeregenskaber osv., som kan forårsage øjentræthed, sløret syn og nedsat effektivitet i visuelle relaterede opgaver.
De ikke-visuelle effekter af lys refererer til menneskekroppens fysiologiske og psykologiske reaktioner forårsaget af lys, som er relateret til folks arbejdseffektivitet, følelse af sikkerhed, komfort, fysiologiske og følelsesmæssige sundhed. Forskningen i ikke-visuelle effekter af lys startede relativt sent, men har udviklet sig hurtigt. I dagens lyskvalitetsevalueringssystem er lysets ikke-visuelle effekter blevet en vigtig faktor, som ikke kan ignoreres.
Lysets strålingseffekt refererer til skader forårsaget af menneskeligt væv af virkningerne af forskellige bølgelængder af lysstråling på huden, hornhinden, linsen, nethinden og andre dele af kroppen. Strålingseffekten af ​​lys kan opdeles i to kategorier baseret på dets virkningsmekanisme: fotokemiske skader og termiske strålingsskader. Specifikt omfatter det forskellige farer, såsom UV-kemiske farer fra lyskilder, farer for retinal blåt lys og hudtermiske farer.
Den menneskelige krop kan til en vis grad modstå eller reparere virkningerne af disse skader, men når lysstrålingseffekten når en vis grænse, er kroppens selvreparationsevne utilstrækkelig til at reparere disse skader, og skaderne vil akkumulere, hvilket resulterer i irreversible effekter som f.eks. som synstab, retinale læsioner, hudskader mv.
Samlet set er der komplekse multifaktorinteraktioner og positive og negative feedbackmekanismer mellem menneskers sundhed og lysmiljøet. Lysets virkninger på organismer, især på den menneskelige krop, er relateret til forskellige faktorer såsom bølgelængde, intensitet, driftsbetingelser og organismens tilstand.
Formålet med at studere virkningerne af fotobiologi er at udforske de relaterede faktorer mellem resultaterne af fotobiologi og lysmiljøet og den biologiske tilstand, identificere de risikofaktorer, der kan skade sundheden, og de gunstige aspekter, der kan anvendes, søge fordele og undgå skade, og muliggør en dyb integration af optik og biovidenskab.

2. Fotobiosikkerhed
Begrebet fotobiosikkerhed kan forstås på to måder: smalt og bredt. Snævert defineret refererer "fotobiosikkerhed" til sikkerhedsproblemer forårsaget af lysets strålingseffekter, mens "fotobiosikkerhed" bredt defineret refererer til sikkerhedsproblemer forårsaget af lysstråling på menneskers sundhed, herunder visuelle effekter af lys, ikke-visuelle effekter af lys , og strålingseffekter af lys.
I det eksisterende forskningssystem for fotobiosikkerhed er forskningsobjektet for fotobiosikkerhed belysnings- eller displayenheder, og målet for fotobiosikkerhed er organer såsom øjnene eller huden på den menneskelige krop, manifesteret som ændringer i fysiologiske parametre såsom kropstemperatur og pupildiameter . Forskningen i fotobiosikkerhed fokuserer hovedsageligt på tre hovedretninger: måling og evaluering af fotobiosikkerhedsstråling genereret af lyskilder, kvantitativ sammenhæng mellem fotostråling og menneskelig reaktion og begrænsninger og beskyttelsesmetoder for fotobiosikkerhedsstråling.
Lysstrålingen genereret af forskellige lyskilder varierer i intensitet, rumlig fordeling og spektrum. Med udviklingen af ​​belysningsmaterialer og intelligent lysteknologi vil nye intelligente lyskilder såsom LED-lyskilder, OLED-lyskilder og laserlyskilder gradvist blive anvendt i hjemmet, kommercielt, medicinsk, kontor eller specielle lysscenarier. Sammenlignet med traditionelle lyskilder har nye intelligente lyskilder stærkere strålingsenergi og højere spektral specificitet. Derfor er en af ​​de forreste retninger inden for forskningen i fotobiologisk sikkerhed studiet af måle- eller evalueringsmetoder for den fotobiologiske sikkerhed af nye lyskilder, såsom studiet af biologisk sikkerhed af billaserforlygter og evalueringssystemet for menneskers sundhed og komfort af halvlederbelysningsprodukter.
De fysiologiske reaktioner forårsaget af forskellige bølgelængder af lysstråling, der virker på forskellige menneskelige organer eller væv, varierer også. Da den menneskelige krop er et komplekst system, er kvantitativ beskrivelse af forholdet mellem lysstråling og menneskelig reaktion også en af ​​de banebrydende retninger inden for fotobiosikkerhedsforskning, såsom lysets indvirkning og anvendelse på menneskelige fysiologiske rytmer og spørgsmålet om lys intensitetsdosis, der udløser ikke-visuelle effekter.
Formålet med at udføre forskning i fotobiologisk sikkerhed er at undgå skader forårsaget af menneskers eksponering for lysstråling. På baggrund af forskningsresultaterne om lyskilders fotobiologiske sikkerhed og fotobiologiske effekter foreslås der derfor tilsvarende belysningsstandarder og beskyttelsesmetoder, og der foreslås sikre og sunde belysningsproduktdesignordninger, hvilket også er en af ​​de forreste retninger inden for foto. biologisk sikkerhedsforskning, såsom design af sundhedsbelysningssystemer til store bemandede rumfartøjer, forskning i sundhedsbelysnings- og displaysystemer og forskning i anvendelsesteknologien af ​​blåt lys beskyttende film til lyssundhed og lyssikkerhed.

3. Fotobiosikkerhedsbånd og mekanismer
Udvalget af lysstrålingsbånd involveret i fotobiologisk sikkerhed omfatter hovedsageligt elektromagnetiske bølger, der spænder fra 200 nm til 3000 nm. Ifølge bølgelængdeklassificering kan optisk stråling hovedsageligt opdeles i ultraviolet stråling, synlig lysstråling og infrarød stråling. De fysiologiske virkninger produceret af elektromagnetisk stråling af forskellige bølgelængder er ikke helt ens.
Ultraviolet stråling refererer til elektromagnetisk stråling med en bølgelængde på 100nm-400nm. Det menneskelige øje kan ikke opfatte tilstedeværelsen af ​​ultraviolet stråling, men ultraviolet stråling har en betydelig indvirkning på menneskets fysiologi. Når ultraviolet stråling påføres huden, kan det forårsage vasodilatation, hvilket resulterer i rødme. Langvarig eksponering kan forårsage tørhed, tab af elasticitet og ældning af huden. Når der påføres ultraviolet stråling på øjnene, kan det forårsage keratitis, bindehindebetændelse, grå stær osv., hvilket kan forårsage skade på øjnene.
Synlig lysstråling refererer typisk til elektromagnetiske bølger med bølgelængder fra 380-780nm. De fysiologiske virkninger af synligt lys på den menneskelige krop omfatter hovedsageligt hudforbrændinger, erytem og øjenskader såsom termisk skade og nethindebetændelse forårsaget af sollys. Især højenergi blåt lys, der spænder fra 400nm til 500nm, kan forårsage fotokemiske skader på nethinden og fremskynde oxidationen af ​​celler i makulærområdet. Derfor mener man generelt, at blåt lys er det mest skadelige synlige lys.