1. Фотобиологичен ефект
За да обсъдим въпроса за фотобиологичната безопасност, първата стъпка е да изясним фотобиологичните ефекти. Различните учени имат различни дефиниции на конотацията на фотобиологичните ефекти, които могат да се отнасят до различни взаимодействия между светлина и живи организми. В тази статия обсъждаме само физиологичните реакции на човешкото тяло, причинени от светлина.
Въздействието на фотобиологичните ефекти върху човешкия организъм е многостранно. Според различните механизми и резултати от фотобиологичните ефекти, те могат грубо да бъдат разделени на три категории: визуални ефекти на светлината, невизуални ефекти на светлината и радиационни ефекти на светлината.
Визуалният ефект на светлината се отнася до ефекта на светлината върху зрението, което е най-фундаменталният ефект на светлината. Визуалното здраве е най-основното изискване за осветление. Факторите, които влияят върху визуалните ефекти на светлината, включват яркост, пространствено разпределение, цветопредаване, отблясъци, цветови характеристики, характеристики на трептене и т.н., които могат да причинят умора на очите, замъглено виждане и намалена ефективност при задачи, свързани със зрението.
Невизуалните ефекти на светлината се отнасят до физиологичните и психологическите реакции на човешкото тяло, причинени от светлината, които са свързани с работоспособността на хората, чувството за сигурност, комфорт, физиологично и емоционално здраве. Изследванията върху невизуалните ефекти на светлината започнаха сравнително късно, но се развиха бързо. В днешната система за оценка на качеството на осветлението невизуалните ефекти на светлината са се превърнали във важен фактор, който не може да бъде пренебрегнат.
Радиационният ефект на светлината се отнася до увреждането, причинено на човешките тъкани от ефектите на различни дължини на вълната на светлинното лъчение върху кожата, роговицата, лещата, ретината и други части на тялото. Радиационният ефект на светлината може да бъде разделен на две категории въз основа на неговия механизъм на действие: фотохимично увреждане и увреждане от термично лъчение. По-конкретно, това включва различни опасности, като химически опасности от ултравиолетови лъчи от източници на светлина, опасности от синя светлина на ретината и термични опасности от кожата.
Човешкото тяло може до известна степен да устои или да поправи ефектите от тези наранявания, но когато ефектът на светлинното излъчване достигне определена граница, способността на тялото за самовъзстановяване е недостатъчна, за да поправи тези наранявания и щетите ще се натрупат, което ще доведе до необратими ефекти като като загуба на зрение, лезии на ретината, увреждане на кожата и др.
Като цяло има сложни многофакторни взаимодействия и механизми за положителна и отрицателна обратна връзка между човешкото здраве и светлата среда. Ефектите на светлината върху организмите, особено върху човешкото тяло, са свързани с различни фактори като дължина на вълната, интензитет, работни условия и състояние на организма.
Целта на изучаването на ефектите от фотобиологията е да се изследват свързаните фактори между резултатите от фотобиологията и светлинната среда и биологичното състояние, да се идентифицират рисковите фактори, които могат да навредят на здравето и благоприятните аспекти, които могат да бъдат приложени, да се търсят ползи и да се избягва вредата, и позволява дълбоката интеграция на оптиката и науките за живота.

2. Фотобиобезопасност
Концепцията за фотобиобезопасност може да се разбира по два начина: тесен и широк. Тясно дефинирана, „фотобиобезопасност“ се отнася до проблемите на безопасността, причинени от радиационните ефекти на светлината, докато широко дефинирана „фотобиобезопасност“ се отнася до проблемите на безопасността, причинени от светлинното лъчение върху човешкото здраве, включително визуални ефекти на светлината, невизуални ефекти на светлината , и радиационните ефекти на светлината.
В съществуващата система за изследване на фотобиобезопасността обектът на изследване на фотобиобезопасността е осветителни или дисплейни устройства, а целта на фотобиобезопасността са органи като очите или кожата на човешкото тяло, проявяващи се като промени във физиологичните параметри като телесна температура и диаметър на зеницата . Изследването на фотобиобезопасността се фокусира основно върху три основни направления: измерване и оценка на радиацията за фотобиобезопасност, генерирана от източници на светлина, количествена връзка между фоторадиацията и човешкия отговор и ограничения и методи за защита на радиацията за фотобиобезопасност.
Светлинното лъчение, генерирано от различни източници на светлина, варира по интензитет, пространствено разпределение и спектър. С развитието на осветителните материали и интелигентната технология за осветление, нови интелигентни източници на светлина като LED източници на светлина, OLED източници на светлина и лазерни източници на светлина постепенно ще се прилагат в домашни, търговски, медицински, офисни или специални сценарии за осветление. В сравнение с традиционните източници на светлина, новите интелигентни източници на светлина имат по-силна енергия на излъчване и по-висока спектрална специфичност. Ето защо едно от водещите направления в изследването на фотобиологичната безопасност е изследването на методите за измерване или оценка на фотобиологичната безопасност на нови източници на светлина, като например изследването на биологичната безопасност на автомобилните лазерни фарове и системата за оценка на човешкото здраве и комфорт на полупроводникови осветителни продукти.
Физиологичните реакции, причинени от различни дължини на вълните на светлинното лъчение, действащи върху различни човешки органи или тъкани, също варират. Тъй като човешкото тяло е сложна система, количественото описване на връзката между светлинното излъчване и човешкия отговор също е едно от най-модерните направления в изследванията на фотобиобезопасността, като въздействието и приложението на светлината върху човешките физиологични ритми и въпросът за светлината интензивна доза, предизвикваща невизуални ефекти.
Целта на провеждането на изследвания за фотобиологична безопасност е да се избегнат вредите, причинени от излагането на човека на светлинна радиация. Ето защо, въз основа на резултатите от изследването на фотобиологичната безопасност и фотобиологичните ефекти на източниците на светлина, са предложени съответните стандарти за осветление и методи за защита и са предложени схеми за проектиране на безопасни и здравословни осветителни продукти, което също е една от водещите посоки на фото изследване на биологичната безопасност, като проектиране на системи за здравословно осветление за големи пилотирани космически кораби, изследване на здравословно осветление и системи за показване и изследване на технологията на приложение на защитни филми за синя светлина за здраве и безопасност при светлина.

3. Фотобиозащитни ленти и механизми
Диапазонът от ленти на светлинно излъчване, включени във фотобиологичната безопасност, включва главно електромагнитни вълни, вариращи от 200 nm до 3000 nm. Според класификацията на дължината на вълната оптичното лъчение може да бъде разделено главно на ултравиолетово лъчение, лъчение от видима светлина и инфрачервено лъчение. Физиологичните ефекти, причинени от електромагнитно излъчване с различни дължини на вълната, не са напълно еднакви.
Ултравиолетовото лъчение се отнася до електромагнитно лъчение с дължина на вълната от 100nm-400nm. Човешкото око не може да възприеме наличието на ултравиолетово лъчение, но ултравиолетовото лъчение оказва значително влияние върху човешката физиология. Когато ултравиолетовото лъчение се прилага върху кожата, това може да причини вазодилатация, което води до зачервяване. Продължителното излагане може да причини сухота, загуба на еластичност и стареене на кожата. Когато ултравиолетовото лъчение се прилага върху очите, то може да причини кератит, конюнктивит, катаракта и др., причинявайки увреждане на очите.
Излъчването на видима светлина обикновено се отнася до електромагнитни вълни с дължини на вълните в диапазона от 380-780 nm. Физиологичните ефекти на видимата светлина върху човешкото тяло включват главно изгаряния на кожата, еритема и увреждане на очите, като термично увреждане и ретинит, причинени от слънчева светлина. Особено високоенергийната синя светлина, варираща от 400nm до 500nm, може да причини фотохимично увреждане на ретината и да ускори окисляването на клетките в областта на макулата. Поради това обикновено се смята, че синята светлина е най-вредната видима светлина.