1. Fotobiologinis efektas
Norint aptarti fotobiologinio saugumo klausimą, pirmiausia reikia išsiaiškinti fotobiologinį poveikį. Skirtingi mokslininkai skirtingai apibrėžia fotobiologinio poveikio konotaciją, kuri gali reikšti įvairias šviesos ir gyvų organizmų sąveikas. Šiame straipsnyje aptariame tik šviesos sukeliamas fiziologines žmogaus organizmo reakcijas.
Fotobiologinio poveikio poveikis žmogaus organizmui yra daugialypis. Pagal skirtingus fotobiologinio poveikio mechanizmus ir rezultatus, juos galima grubiai suskirstyti į tris kategorijas: vaizdinius šviesos efektus, nevaizdinius šviesos efektus ir šviesos spinduliavimo efektus.
Vizualinis šviesos efektas reiškia šviesos poveikį regėjimui, kuris yra pagrindinis šviesos poveikis. Regėjimo sveikata yra pagrindinis apšvietimo reikalavimas. Veiksniai, turintys įtakos vaizdiniams šviesos efektams, yra ryškumas, erdvinis pasiskirstymas, spalvų perteikimas, akinimas, spalvų charakteristikos, mirgėjimo charakteristikos ir kt., kurie gali sukelti akių nuovargį, neryškų matymą ir sumažėjusį efektyvumą atliekant su regėjimu susijusias užduotis.
Nevizualiniai šviesos efektai reiškia šviesos sukeliamas fiziologines ir psichologines žmogaus organizmo reakcijas, kurios yra susijusios su žmonių darbo efektyvumu, saugumo jausmu, komfortu, fiziologine ir emocine sveikata. Nevizualinių šviesos efektų tyrimai pradėti palyginti vėlai, tačiau sparčiai vystėsi. Šiandieninėje apšvietimo kokybės vertinimo sistemoje nevaizdiniai šviesos efektai tapo svarbiu veiksniu, kurio negalima ignoruoti.
Šviesos spinduliuotės poveikis – tai žala, kurią žmogaus audiniams daro įvairių bangų ilgių šviesos spinduliuotės poveikis odai, ragenai, lęšiui, tinklainei ir kitoms kūno dalims. Šviesos spinduliuotės poveikį galima suskirstyti į dvi kategorijas pagal veikimo mechanizmą: fotocheminį pažeidimą ir šiluminės spinduliuotės žalą. Konkrečiai, tai apima įvairius pavojus, pvz., UV cheminius pavojus iš šviesos šaltinių, tinklainės mėlynos šviesos pavojus ir odos terminį pavojų.
Žmogaus kūnas tam tikru mastu gali atsispirti šių sužalojimų padariniams arba juos atitaisyti, tačiau kai šviesos spinduliuotės efektas pasiekia tam tikrą ribą, organizmo gebėjimas atsistatyti šiems sužalojimams yra nepakankamas, o žala kaupiasi, o tai sukelia negrįžtamus padarinius, pvz. kaip regėjimo praradimas, tinklainės pažeidimai, odos pažeidimai ir kt.
Apskritai, tarp žmonių sveikatos ir šviesos aplinkos yra sudėtinga kelių veiksnių sąveika ir teigiami bei neigiami grįžtamojo ryšio mechanizmai. Šviesos poveikis organizmams, ypač žmogaus organizmui, yra susijęs su įvairiais veiksniais, tokiais kaip bangos ilgis, intensyvumas, veikimo sąlygos ir organizmo būsena.
Fotobiologijos poveikio tyrimo tikslas – ištirti susijusius veiksnius tarp fotobiologijos rezultatų ir šviesos aplinkos bei biologinės būklės, nustatyti rizikos veiksnius, galinčius pakenkti sveikatai ir palankius aspektus, kuriuos galima taikyti, siekti naudos ir išvengti žalos, ir sudaryti sąlygas giliai integruoti optikos ir gyvosios gamtos mokslus.

2. Fotobiologinė sauga
Fotobiologinio saugumo sąvoka gali būti suprantama dviem būdais: siaura ir plati. Siaurai apibrėžiama „fotobiosauga“ reiškia saugos problemas, kylančias dėl šviesos spinduliuotės poveikio, o plačiai apibrėžiama, „fotosauga“ reiškia saugos problemas, kurias sukelia šviesos spinduliuotė žmonių sveikatai, įskaitant vaizdinius šviesos efektus, nevizualinius šviesos efektus. ir šviesos spinduliuotės poveikį.
Esamoje fotobiologinės saugos tyrimų sistemoje fotobiologinės saugos tyrimo objektas yra apšvietimo arba ekrano įrenginiai, o fotobiologinės saugos objektas – tokie organai kaip žmogaus kūno akys ar oda, pasireiškiantys fiziologinių parametrų, tokių kaip kūno temperatūra ir vyzdžio skersmuo, pokyčiais. . Fotobiologinės saugos tyrimai daugiausia orientuoti į tris pagrindines kryptis: šviesos šaltinių generuojamos fotobiologinės saugos spinduliuotės matavimas ir įvertinimas, kiekybinis fotospinduliavimo ir žmogaus atsako ryšys bei fotobiologinės saugos spinduliuotės apribojimai ir apsaugos metodai.
Skirtingų šviesos šaltinių sukuriama šviesos spinduliuotė skiriasi intensyvumu, erdviniu pasiskirstymu ir spektru. Tobulėjant apšvietimo medžiagoms ir išmaniosioms apšvietimo technologijoms, nauji pažangūs šviesos šaltiniai, tokie kaip LED šviesos šaltiniai, OLED šviesos šaltiniai ir lazeriniai šviesos šaltiniai, palaipsniui bus taikomi namų, komercijos, medicinos, biuro ar specialiuose apšvietimo scenarijuose. Palyginti su tradiciniais šviesos šaltiniais, nauji pažangūs šviesos šaltiniai turi stipresnę spinduliuotės energiją ir didesnį spektrinį specifiškumą. Todėl viena iš pagrindinių fotobiologinės saugos tyrimų krypčių yra naujų šviesos šaltinių fotobiologinės saugos matavimo ar vertinimo metodų, tokių kaip automobilių lazerinių žibintų biologinės saugos ir žmogaus sveikatos ir komforto vertinimo sistemos tyrimas. puslaidininkinių apšvietimo gaminių.
Taip pat skiriasi ir fiziologinės reakcijos, kurias sukelia skirtingų bangų ilgio šviesos spinduliuotė, veikianti skirtingus žmogaus organus ar audinius. Kadangi žmogaus kūnas yra sudėtinga sistema, kiekybinis šviesos spinduliuotės ir žmogaus atsako ryšio apibūdinimas taip pat yra viena iš pažangiausių fotobiologinės saugos tyrimų krypčių, tokių kaip šviesos poveikis ir taikymas žmogaus fiziologiniams ritmams ir šviesos problema. intensyvumo dozė, sukelianti nevaizdinius efektus.
Fotobiologinės saugos tyrimų tikslas – išvengti žalos, kurią sukelia šviesos spinduliuotės poveikis žmogui. Todėl, remiantis šviesos šaltinių fotobiologinės saugos ir fotobiologinio poveikio tyrimų rezultatais, siūlomi atitinkami apšvietimo standartai ir apsaugos metodai, siūlomos saugaus ir sveiko apšvietimo gaminių projektavimo schemos, kurios taip pat yra viena iš svarbiausių foto krypčių. biologinės saugos tyrimai, tokie kaip sveikatos apšvietimo sistemų projektavimas dideliems pilotuojamiems erdvėlaiviams, sveikatos apšvietimo ir ekranų sistemų tyrimai ir mėlynos šviesos apsauginės plėvelės taikymo technologijos, skirtos šviesos sveikatai ir šviesos saugai, tyrimai.

3. Fotobiologinės saugos juostos ir mechanizmai
Šviesos spinduliuotės juostų diapazonas, susijęs su fotobiologine sauga, daugiausia apima elektromagnetines bangas, kurių diapazonas svyruoja nuo 200 nm iki 3000 nm. Pagal bangos ilgio klasifikaciją optinė spinduliuotė daugiausia gali būti suskirstyta į ultravioletinę spinduliuotę, matomos šviesos spinduliuotę ir infraraudonąją spinduliuotę. Skirtingų bangų ilgių elektromagnetinės spinduliuotės fiziologinis poveikis nėra visiškai vienodas.
Ultravioletinė spinduliuotė reiškia elektromagnetinę spinduliuotę, kurios bangos ilgis yra 100–400 nm. Žmogaus akis negali suvokti ultravioletinės spinduliuotės buvimo, tačiau ultravioletinė spinduliuotė daro didelę įtaką žmogaus fiziologijai. Kai ultravioletinė spinduliuotė yra taikoma odai, ji gali sukelti vazodilataciją, dėl kurios atsiranda paraudimas. Ilgalaikis poveikis gali sukelti odos sausumą, elastingumo praradimą ir odos senėjimą. Ultravioletinės spinduliuotės poveikis akims gali sukelti keratitą, konjunktyvitą, kataraktą ir kt., sukeldamas akių pažeidimus.
Matoma šviesos spinduliuotė paprastai reiškia elektromagnetines bangas, kurių bangos ilgis svyruoja nuo 380 iki 780 nm. Fiziologinis matomos šviesos poveikis žmogaus kūnui daugiausia apima odos nudegimus, eritemą ir akių pažeidimus, tokius kaip saulės spindulių sukeltas terminis sužalojimas ir retinitas. Ypač didelės energijos mėlyna šviesa, svyruojanti nuo 400 nm iki 500 nm, gali fotochemiškai pažeisti tinklainę ir pagreitinti geltonosios dėmės srities ląstelių oksidaciją. Todėl paprastai manoma, kad mėlyna šviesa yra žalingiausia matoma šviesa.