1. Photobiologische Wirkung
Um die Frage der photobiologischen Sicherheit zu diskutieren, ist der erste Schritt die Klärung der photobiologischen Wirkungen. Verschiedene Wissenschaftler haben unterschiedliche Definitionen der Konnotation photobiologischer Effekte, die sich auf verschiedene Wechselwirkungen zwischen Licht und lebenden Organismen beziehen können. In diesem Artikel besprechen wir nur die physiologischen Reaktionen des menschlichen Körpers, die durch Licht verursacht werden.
Die Auswirkungen photobiologischer Effekte auf den menschlichen Körper sind vielfältig. Aufgrund der unterschiedlichen Mechanismen und Ergebnisse photobiologischer Effekte können sie grob in drei Kategorien eingeteilt werden: visuelle Effekte von Licht, nicht visuelle Effekte von Licht und Strahlungseffekte von Licht.
Die visuelle Wirkung von Licht bezieht sich auf die Wirkung von Licht auf das Sehvermögen, die die grundlegendste Wirkung von Licht darstellt. Visuelle Gesundheit ist die grundlegendste Voraussetzung für die Beleuchtung. Zu den Faktoren, die die visuelle Wirkung von Licht beeinflussen, gehören Helligkeit, räumliche Verteilung, Farbwiedergabe, Blendung, Farbeigenschaften, Flimmereigenschaften usw., was zu Augenermüdung, verschwommenem Sehen und einer verminderten Effizienz bei visuellen Aufgaben führen kann.
Die nichtvisuellen Wirkungen von Licht beziehen sich auf die durch Licht verursachten physiologischen und psychologischen Reaktionen des menschlichen Körpers, die mit der Arbeitseffizienz, dem Sicherheitsgefühl, dem Komfort sowie der physiologischen und emotionalen Gesundheit der Menschen zusammenhängen. Die Forschung zu nicht-visuellen Wirkungen von Licht begann relativ spät, hat sich aber rasch weiterentwickelt. Im heutigen System zur Bewertung der Lichtqualität sind die nichtvisuellen Effekte des Lichts zu einem wichtigen Faktor geworden, der nicht ignoriert werden darf.
Unter der Strahlungswirkung von Licht versteht man die Schädigung des menschlichen Gewebes durch die Einwirkung unterschiedlicher Wellenlängen der Lichtstrahlung auf Haut, Hornhaut, Linse, Netzhaut und andere Körperteile. Die Strahlungswirkung von Licht lässt sich aufgrund ihres Wirkmechanismus in zwei Kategorien einteilen: photochemische Schäden und thermische Strahlungsschäden. Insbesondere umfasst es verschiedene Gefahren wie chemische UV-Gefahren durch Lichtquellen, Gefahren durch blaues Licht in der Netzhaut und thermische Gefahren der Haut.
Der menschliche Körper kann den Auswirkungen dieser Verletzungen bis zu einem gewissen Grad widerstehen oder sie reparieren, aber wenn die Wirkung der Lichtstrahlung eine bestimmte Grenze erreicht, reicht die Selbstreparaturfähigkeit des Körpers nicht mehr aus, um diese Verletzungen zu reparieren, und der Schaden häuft sich an, was zu irreversiblen Auswirkungen wie z wie Sehverlust, Netzhautläsionen, Hautschäden usw.
Insgesamt gibt es komplexe Multifaktor-Wechselwirkungen sowie positive und negative Rückkopplungsmechanismen zwischen der menschlichen Gesundheit und der Lichtumgebung. Die Auswirkungen von Licht auf Organismen, insbesondere auf den menschlichen Körper, hängen von verschiedenen Faktoren wie der Wellenlänge, der Intensität, den Betriebsbedingungen und dem Zustand des Organismus ab.
Der Zweck der Untersuchung der Auswirkungen der Photobiologie besteht darin, die Zusammenhangsfaktoren zwischen den Ergebnissen der Photobiologie und der Lichtumgebung und dem biologischen Zustand zu untersuchen, die Risikofaktoren zu identifizieren, die der Gesundheit schaden können, und die vorteilhaften Aspekte, die angewendet werden können, Vorteile zu suchen und Schäden zu vermeiden. und ermöglichen die tiefe Integration von Optik und Biowissenschaften.

2. Photobiosicherheit
Das Konzept der Photobiosicherheit kann auf zwei Arten verstanden werden: eng und weit. Eng definiert bezieht sich „Photobiosicherheit“ auf die Sicherheitsprobleme, die durch die Strahlungseffekte von Licht verursacht werden, während sich „Photobiosicherheit“ im weitesten Sinne auf die Sicherheitsprobleme bezieht, die durch Lichtstrahlung auf die menschliche Gesundheit verursacht werden, einschließlich visueller Effekte von Licht und nicht-visueller Effekte von Licht und Strahlungseffekte von Licht.
Im bestehenden Forschungssystem der Photobiosicherheit sind Beleuchtungs- oder Anzeigegeräte das Forschungsobjekt der Photobiosicherheit, und das Ziel der Photobiosicherheit sind Organe wie die Augen oder die Haut des menschlichen Körpers, die sich in Veränderungen physiologischer Parameter wie Körpertemperatur und Pupillendurchmesser manifestieren . Die Forschung zur Photobiosicherheit konzentriert sich hauptsächlich auf drei Hauptrichtungen: Messung und Bewertung der von Lichtquellen erzeugten Photobiosicherheitsstrahlung, quantitative Beziehung zwischen Photostrahlung und menschlicher Reaktion sowie Einschränkungen und Schutzmethoden für Photobiosicherheitsstrahlung.
Die von verschiedenen Lichtquellen erzeugte Lichtstrahlung variiert in Intensität, räumlicher Verteilung und Spektrum. Mit der Entwicklung von Beleuchtungsmaterialien und intelligenter Beleuchtungstechnologie werden nach und nach neue intelligente Lichtquellen wie LED-Lichtquellen, OLED-Lichtquellen und Laserlichtquellen in privaten, gewerblichen, medizinischen, Büro- oder speziellen Beleuchtungsszenarien eingesetzt. Im Vergleich zu herkömmlichen Lichtquellen verfügen neue intelligente Lichtquellen über eine stärkere Strahlungsenergie und eine höhere spektrale Spezifität. Daher ist eine der vordersten Richtungen in der Erforschung der photobiologischen Sicherheit die Untersuchung von Mess- oder Bewertungsmethoden für die photobiologische Sicherheit neuer Lichtquellen, wie beispielsweise die Untersuchung der biologischen Sicherheit von Automobil-Laserscheinwerfern und das Bewertungssystem für die menschliche Gesundheit und den Komfort von Halbleiterbeleuchtungsprodukten.
Auch die physiologischen Reaktionen, die durch die Einwirkung unterschiedlicher Wellenlängen der Lichtstrahlung auf verschiedene menschliche Organe oder Gewebe hervorgerufen werden, variieren. Da der menschliche Körper ein komplexes System ist, gehört die quantitative Beschreibung des Zusammenhangs zwischen Lichtstrahlung und menschlicher Reaktion auch zu den Spitzenrichtungen der Photobiosicherheitsforschung, beispielsweise zum Einfluss und zur Anwendung von Licht auf den physiologischen Rhythmus des Menschen und zum Thema Licht Intensitätsdosis, die nicht visuelle Effekte auslöst.
Der Zweck der Forschung zur photobiologischen Sicherheit besteht darin, Schäden zu vermeiden, die durch die Einwirkung von Lichtstrahlung auf den Menschen entstehen. Daher werden auf der Grundlage der Forschungsergebnisse zur photobiologischen Sicherheit und photobiologischen Wirkung von Lichtquellen entsprechende Beleuchtungsstandards und Schutzmethoden sowie sichere und gesunde Beleuchtungsproduktdesignpläne vorgeschlagen, was ebenfalls eine der vordersten Richtungen der Fotografie darstellt Forschung zur biologischen Sicherheit, wie zum Beispiel der Entwurf von Gesundheitsbeleuchtungssystemen für große bemannte Raumfahrzeuge, Forschung zu Gesundheitsbeleuchtungs- und Anzeigesystemen sowie Forschung zur Anwendungstechnologie von Blaulicht-Schutzfolien für Lichtgesundheit und Lichtsicherheit.

3. Photobiosicherheitsbänder und -mechanismen
Der für die photobiologische Sicherheit relevante Bereich der Lichtstrahlungsbänder umfasst hauptsächlich elektromagnetische Wellen im Bereich von 200 nm bis 3000 nm. Gemäß der Wellenlängenklassifizierung kann optische Strahlung hauptsächlich in ultraviolette Strahlung, sichtbare Lichtstrahlung und Infrarotstrahlung unterteilt werden. Die physiologischen Wirkungen elektromagnetischer Strahlung verschiedener Wellenlängen sind nicht völlig gleich.
Unter ultravioletter Strahlung versteht man elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von 100 nm bis 400 nm. Das menschliche Auge kann das Vorhandensein ultravioletter Strahlung nicht wahrnehmen, aber ultraviolette Strahlung hat einen erheblichen Einfluss auf die menschliche Physiologie. Wenn ultraviolette Strahlung auf die Haut einwirkt, kann es zu einer Gefäßerweiterung und damit zu Rötungen kommen. Längerer Kontakt kann zu Trockenheit, Elastizitätsverlust und Hautalterung führen. Wenn ultraviolette Strahlung auf die Augen einwirkt, kann es zu Keratitis, Konjunktivitis, Katarakt usw. kommen, die zu Augenschäden führen.
Unter sichtbarer Lichtstrahlung versteht man typischerweise elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen im Bereich von 380–780 nm. Zu den physiologischen Auswirkungen des sichtbaren Lichts auf den menschlichen Körper zählen hauptsächlich Hautverbrennungen, Erytheme und Augenschäden wie thermische Verletzungen und Netzhautentzündungen, die durch Sonnenlicht verursacht werden. Besonders energiereiches blaues Licht im Bereich von 400 nm bis 500 nm kann photochemische Schäden an der Netzhaut verursachen und die Oxidation von Zellen im Makulabereich beschleunigen. Daher wird allgemein angenommen, dass blaues Licht das schädlichste sichtbare Licht ist.