1. Fotobiologisk effekt
För att diskutera frågan om fotobiologisk säkerhet är det första steget att klargöra de fotobiologiska effekterna. Olika forskare har olika definitioner av konnotationen av fotobiologiska effekter, vilket kan hänvisa till olika interaktioner mellan ljus och levande organismer. I den här artikeln diskuterar vi bara människokroppens fysiologiska reaktioner orsakade av ljus.
Effekten av fotobiologiska effekter på människokroppen är mångfacetterad. Beroende på de olika mekanismerna och resultaten av fotobiologiska effekter kan de grovt delas in i tre kategorier: visuella effekter av ljus, icke visuella effekter av ljus och strålningseffekter av ljus.
Den visuella effekten av ljus hänvisar till ljusets effekt på synen, vilket är den mest grundläggande effekten av ljus. Visuell hälsa är det mest grundläggande kravet för belysning. De faktorer som påverkar ljusets visuella effekter inkluderar ljusstyrka, rumsfördelning, färgåtergivning, bländning, färgegenskaper, flimmeregenskaper, etc., vilket kan orsaka trötthet i ögonen, suddig syn och minskad effektivitet i synrelaterade uppgifter.
De icke-visuella effekterna av ljus hänvisar till människokroppens fysiologiska och psykologiska reaktioner orsakade av ljus, vilka är relaterade till människors arbetseffektivitet, känsla av säkerhet, komfort, fysiologiska och känslomässiga hälsa. Forskningen om icke-visuella effekter av ljus startade relativt sent, men har utvecklats snabbt. I dagens utvärderingssystem för belysningskvalitet har ljusets icke-visuella effekter blivit en viktig faktor som inte kan ignoreras.
Strålningseffekten av ljus hänvisar till skador som orsakas av mänskliga vävnader av effekterna av olika våglängder av ljusstrålning på huden, hornhinnan, linsen, näthinnan och andra delar av kroppen. Strålningseffekten av ljus kan delas in i två kategorier baserat på dess verkningsmekanism: fotokemisk skada och termisk strålningsskada. Specifikt inkluderar den olika faror såsom UV-kemiska faror från ljuskällor, faror med blått ljus i näthinnan och termiska faror för huden.
Människokroppen kan till viss del motstå eller reparera effekterna av dessa skador, men när ljusstrålningseffekten når en viss gräns är kroppens självreparationsförmåga otillräcklig för att reparera dessa skador, och skadorna kommer att ackumuleras, vilket resulterar i oåterkalleliga effekter som t.ex. som synförlust, näthinneskador, hudskador, etc.
Sammantaget finns det komplexa multifaktorinteraktioner och positiva och negativa återkopplingsmekanismer mellan människors hälsa och ljusmiljön. Effekterna av ljus på organismer, särskilt på människokroppen, är relaterade till olika faktorer såsom våglängd, intensitet, driftsförhållanden och tillstånd hos organismen.
Syftet med att studera effekterna av fotobiologi är att utforska de relaterade faktorerna mellan fotobiologins resultat och ljusmiljön och det biologiska tillståndet, identifiera de riskfaktorer som kan skada hälsan och de gynnsamma aspekterna som kan tillämpas, söka fördelar och undvika skada, och möjliggöra en djupgående integration av optik och biovetenskap.

2. Fotobiosäkerhet
Begreppet fotobiosäkerhet kan förstås på två sätt: smalt och brett. Snävt definierat hänvisar "fotobiosäkerhet" till säkerhetsproblem som orsakas av ljusets strålningseffekter, medan brett definierat hänvisar "fotobiosäkerhet" till säkerhetsproblem som orsakas av ljusstrålning på människors hälsa, inklusive visuella effekter av ljus, icke visuella effekter av ljus och strålningseffekter av ljus.
I det befintliga forskningssystemet för fotobiosäkerhet är forskningsobjektet för fotobiosäkerhet belysnings- eller displayanordningar, och målet för fotobiosäkerhet är organ som ögonen eller huden på människokroppen, manifesterad som förändringar i fysiologiska parametrar som kroppstemperatur och pupilldiameter . Forskningen om fotobiosäkerhet fokuserar huvudsakligen på tre huvudinriktningar: mätning och utvärdering av fotobiosäkerhetsstrålning som genereras av ljuskällor, kvantitativt samband mellan fotostrålning och mänsklig respons samt begränsningar och skyddsmetoder för fotobiosäkerhetsstrålning.
Ljusstrålningen som genereras av olika ljuskällor varierar i intensitet, rumslig fördelning och spektrum. Med utvecklingen av belysningsmaterial och intelligent belysningsteknik kommer nya intelligenta ljuskällor som LED-ljuskällor, OLED-ljuskällor och laserljuskällor gradvis att tillämpas i hem-, kommersiella, medicinska, kontors- eller speciella ljusscenarier. Jämfört med traditionella ljuskällor har nya intelligenta ljuskällor starkare strålningsenergi och högre spektral specificitet. Därför är en av de främsta riktningarna inom forskningen om fotobiologisk säkerhet studiet av mät- eller utvärderingsmetoder för den fotobiologiska säkerheten för nya ljuskällor, såsom studiet av biologisk säkerhet för laserstrålkastare för bilar och utvärderingssystemet för människors hälsa och komfort av halvledarbelysningsprodukter.
De fysiologiska reaktionerna som orsakas av olika våglängder av ljusstrålning som verkar på olika mänskliga organ eller vävnader varierar också. Eftersom människokroppen är ett komplext system, är kvantitativ beskrivning av förhållandet mellan ljusstrålning och mänskligt svar också en av de senaste riktningarna inom fotobiosäkerhetsforskning, såsom påverkan och applicering av ljus på mänskliga fysiologiska rytmer, och frågan om ljus intensitetsdos som utlöser icke-visuella effekter.
Syftet med att bedriva forskning om fotobiologisk säkerhet är att undvika skador som orsakas av människors exponering för ljusstrålning. Baserat på forskningsresultaten om ljuskällors fotobiologiska säkerhet och fotobiologiska effekter föreslås därför motsvarande belysningsstandarder och skyddsmetoder, och säkra och hälsosamma belysningsproduktdesignscheman föreslås, vilket också är en av de främsta riktningarna för foto. biologisk säkerhetsforskning, såsom utformning av hälsobelysningssystem för stora bemannade rymdfarkoster, forskning om hälsobelysning och displaysystem och forskning om tillämpningsteknik för blåljusskyddsfilmer för ljushälsa och ljussäkerhet.

3. Fotobiosäkerhetsband och mekanismer
Området av ljusstrålningsband som är involverade i fotobiologisk säkerhet inkluderar huvudsakligen elektromagnetiska vågor som sträcker sig från 200 nm till 3 000 nm. Enligt våglängdsklassificering kan optisk strålning huvudsakligen delas in i ultraviolett strålning, strålning av synligt ljus och infraröd strålning. De fysiologiska effekterna av elektromagnetisk strålning med olika våglängder är inte helt desamma.
Ultraviolett strålning avser elektromagnetisk strålning med en våglängd på 100nm-400nm. Det mänskliga ögat kan inte uppfatta närvaron av ultraviolett strålning, men ultraviolett strålning har en betydande inverkan på människans fysiologi. När ultraviolett strålning appliceras på huden kan det orsaka vasodilatation, vilket resulterar i rodnad. Långvarig exponering kan orsaka torrhet, förlust av elasticitet och åldrande av huden. När ultraviolett strålning appliceras på ögonen kan det orsaka keratit, konjunktivit, grå starr, etc., vilket orsakar skador på ögonen.
Strålning med synligt ljus hänvisar vanligtvis till elektromagnetiska vågor med våglängder från 380-780 nm. De fysiologiska effekterna av synligt ljus på människokroppen inkluderar främst brännskador på huden, erytem och ögonskador såsom termisk skada och näthinneinflammation orsakad av solljus. Särskilt högenergiblått ljus som sträcker sig från 400 nm till 500 nm kan orsaka fotokemisk skada på näthinnan och påskynda oxidationen av celler i makulaområdet. Därför tror man allmänt att blått ljus är det mest skadliga synliga ljuset.