1. ผลกระทบทางแสง
เพื่อหารือเกี่ยวกับประเด็นด้านความปลอดภัยทางแสงทางชีวภาพ ขั้นตอนแรกคือการชี้แจงผลกระทบทางชีววิทยาทางแสง นักวิชาการแต่ละรายมีคำจำกัดความที่แตกต่างกันของความหมายแฝงของผลกระทบทางชีวภาพทางแสง ซึ่งสามารถอ้างถึงปฏิสัมพันธ์ต่างๆ ระหว่างแสงและสิ่งมีชีวิต ในบทความนี้ เราจะพูดถึงเฉพาะปฏิกิริยาทางสรีรวิทยาของร่างกายมนุษย์ที่เกิดจากแสงเท่านั้น
ผลกระทบของผลกระทบทางแสงทางชีวภาพต่อร่างกายมนุษย์นั้นมีหลายแง่มุม ตามกลไกและผลลัพธ์ต่างๆ ของผลกระทบทางชีวภาพทางแสง สามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ ผลกระทบทางการมองเห็นของแสง ผลกระทบที่ไม่ใช่การมองเห็นของแสง และผลกระทบจากการแผ่รังสีของแสง
เอฟเฟ็กต์การมองเห็นของแสงหมายถึงเอฟเฟกต์ของแสงต่อการมองเห็น ซึ่งเป็นเอฟเฟกต์พื้นฐานที่สุดของแสง สุขภาพการมองเห็นเป็นข้อกำหนดพื้นฐานที่สุดสำหรับการให้แสงสว่าง ปัจจัยที่ส่งผลต่อเอฟเฟ็กต์การมองเห็นของแสง ได้แก่ ความสว่าง การกระจายเชิงพื้นที่ การแสดงสี แสงสะท้อน ลักษณะสี ลักษณะการสั่นไหว ฯลฯ ซึ่งอาจทำให้ตาเมื่อยล้า มองเห็นไม่ชัด และประสิทธิภาพในการทำงานที่เกี่ยวข้องกับการมองเห็นลดลง
ผลกระทบที่ไม่ใช่การมองเห็นของแสงหมายถึงปฏิกิริยาทางสรีรวิทยาและจิตวิทยาของร่างกายมนุษย์ที่เกิดจากแสง ซึ่งเกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพการทำงานของผู้คน ความรู้สึกปลอดภัย ความสะดวกสบาย สุขภาพทางสรีรวิทยาและอารมณ์ การวิจัยเกี่ยวกับเอฟเฟกต์ที่ไม่ใช่การมองเห็นของแสงเริ่มต้นค่อนข้างช้า แต่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ในระบบการประเมินคุณภาพแสงในปัจจุบัน ผลกระทบที่ไม่ใช่การมองเห็นของแสงกลายเป็นปัจจัยสำคัญที่ไม่สามารถละเลยได้
ผลกระทบของการแผ่รังสีของแสงหมายถึงความเสียหายที่เกิดต่อเนื้อเยื่อของมนุษย์โดยผลกระทบของความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของการแผ่รังสีของแสงบนผิวหนัง กระจกตา เลนส์ จอประสาทตา และส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย ผลกระทบของการแผ่รังสีของแสงสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทตามกลไกการออกฤทธิ์ ได้แก่ ความเสียหายจากโฟโตเคมีคอล และความเสียหายจากรังสีความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง รวมถึงอันตรายต่างๆ เช่น อันตรายจากสารเคมี UV จากแหล่งกำเนิดแสง อันตรายจากแสงสีฟ้าที่จอประสาทตา และอันตรายจากความร้อนที่ผิวหนัง
ร่างกายมนุษย์สามารถต้านทานหรือซ่อมแซมผลกระทบของการบาดเจ็บเหล่านี้ได้ในระดับหนึ่ง แต่เมื่อผลของการแผ่รังสีแสงถึงขีดจำกัด ความสามารถในการซ่อมแซมตนเองของร่างกายไม่เพียงพอที่จะซ่อมแซมอาการบาดเจ็บเหล่านี้ และความเสียหายจะสะสม ส่งผลให้เกิดผลกระทบที่ไม่สามารถรักษาให้หายได้ เช่น เช่น สูญเสียการมองเห็น แผลที่จอประสาทตา ผิวหนังถูกทำลาย ฯลฯ
โดยรวมแล้ว มีการโต้ตอบหลายปัจจัยที่ซับซ้อนและกลไกการตอบรับทั้งเชิงบวกและเชิงลบระหว่างสุขภาพของมนุษย์และสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อย ผลกระทบของแสงต่อสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะต่อร่างกายมนุษย์ มีความสัมพันธ์กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความยาวคลื่น ความเข้ม สภาพการทำงาน และสถานะของสิ่งมีชีวิต
วัตถุประสงค์ของการศึกษาผลกระทบของชีววิทยาเชิงแสงคือการสำรวจปัจจัยที่เกี่ยวข้องระหว่างผลลัพธ์ของชีววิทยาเชิงแสงกับสภาพแวดล้อมของแสงและสถานะทางชีวภาพ ระบุปัจจัยเสี่ยงที่อาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพและแง่มุมที่เป็นประโยชน์ที่สามารถนำไปใช้ แสวงหาผลประโยชน์ และหลีกเลี่ยงอันตราย และทำให้เกิดการบูรณาการเชิงลึกของทัศนศาสตร์และวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต

2. ความปลอดภัยทางชีวภาพจากแสง
แนวคิดเรื่องความปลอดภัยทางชีวภาพจากแสงสามารถเข้าใจได้สองวิธี: แบบแคบและแบบกว้าง “ความปลอดภัยจากแสงจากแสง” ให้คำจำกัดความอย่างแคบ หมายถึง ปัญหาด้านความปลอดภัยที่เกิดจากผลกระทบของรังสีของแสง ในขณะที่ “ความปลอดภัยจากแสงจากแสง” ให้คำจำกัดความอย่างกว้างๆ หมายถึงปัญหาด้านความปลอดภัยที่เกิดจากการแผ่รังสีของแสงที่มีต่อสุขภาพของมนุษย์ รวมถึงผลกระทบต่อการมองเห็นของแสง ไม่ใช่ผลกระทบต่อการมองเห็นของแสง และผลของการแผ่รังสีของแสง
ในระบบการวิจัยความปลอดภัยทางชีวภาพจากแสงที่มีอยู่ วัตถุประสงค์การวิจัยของความปลอดภัยทางชีวภาพจากแสงคืออุปกรณ์ให้แสงสว่างหรือจอแสดงผล และเป้าหมายของความปลอดภัยทางชีวภาพจากแสงคืออวัยวะต่างๆ เช่น ดวงตาหรือผิวหนังของร่างกายมนุษย์ ซึ่งแสดงออกมาเป็นการเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์ทางสรีรวิทยา เช่น อุณหภูมิของร่างกายและเส้นผ่านศูนย์กลางรูม่านตา . การวิจัยเกี่ยวกับความปลอดภัยทางชีวภาพจากแสงมุ่งเน้นไปที่สามทิศทางหลัก ได้แก่ การวัดและการประเมินรังสีความปลอดภัยจากแสงที่เกิดจากแหล่งกำเนิดแสง ความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างการแผ่รังสีด้วยแสงและการตอบสนองของมนุษย์ และข้อจำกัดและวิธีการป้องกันรังสีความปลอดภัยทางชีวภาพจากแสง
การแผ่รังสีของแสงที่เกิดจากแหล่งกำเนิดแสงที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันไปตามความเข้ม การกระจายเชิงพื้นที่ และสเปกตรัม ด้วยการพัฒนาวัสดุให้แสงสว่างและเทคโนโลยีแสงสว่างอัจฉริยะ แหล่งกำเนิดแสงอัจฉริยะใหม่ๆ เช่น แหล่งกำเนิดแสง LED, แหล่งกำเนิดแสง OLED และแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ จะค่อยๆ ถูกนำไปใช้ในบ้าน เชิงพาณิชย์ การแพทย์ สำนักงาน หรือสถานการณ์แสงแบบพิเศษ เมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งกำเนิดแสงแบบเดิม แหล่งกำเนิดแสงอัจฉริยะใหม่มีพลังงานรังสีที่แรงกว่าและมีความจำเพาะทางสเปกตรัมสูงกว่า ดังนั้น แนวทางแนวหน้าประการหนึ่งในการวิจัยความปลอดภัยทางแสงคือการศึกษาวิธีการวัดหรือประเมินความปลอดภัยทางแสงทางชีวภาพของแหล่งกำเนิดแสงใหม่ เช่น การศึกษาความปลอดภัยทางชีวภาพของไฟหน้าเลเซอร์ในรถยนต์ และระบบการประเมินสุขภาพและความสะดวกสบายของมนุษย์ ของผลิตภัณฑ์แสงสว่างเซมิคอนดักเตอร์
ปฏิกิริยาทางสรีรวิทยาที่เกิดจากความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของการแผ่รังสีแสงที่กระทำต่ออวัยวะหรือเนื้อเยื่อของมนุษย์ก็แตกต่างกันไปเช่นกัน เนื่องจากร่างกายมนุษย์เป็นระบบที่ซับซ้อน การอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างรังสีแสงและการตอบสนองของมนุษย์ในเชิงปริมาณจึงเป็นหนึ่งในแนวทางที่ล้ำหน้าในการวิจัยด้านความปลอดภัยทางชีวภาพด้วยแสง เช่น ผลกระทบและการประยุกต์ใช้แสงกับจังหวะทางสรีรวิทยาของมนุษย์ และปัญหาของแสง ปริมาณความเข้มข้นที่ก่อให้เกิดผลที่ไม่ใช่ภาพ
วัตถุประสงค์ของการทำวิจัยเกี่ยวกับความปลอดภัยของแสงทางชีวภาพคือเพื่อหลีกเลี่ยงอันตรายที่เกิดจากการสัมผัสกับรังสีแสงของมนุษย์ ดังนั้น จากผลการวิจัยเกี่ยวกับความปลอดภัยทางชีวภาพของภาพถ่ายและผลกระทบทางชีวภาพของแหล่งกำเนิดแสง จึงได้มีการเสนอมาตรฐานแสงและวิธีการป้องกันที่สอดคล้องกัน และเสนอแผนการออกแบบผลิตภัณฑ์แสงสว่างที่ปลอดภัยและดีต่อสุขภาพ ซึ่งเป็นหนึ่งในทิศทางแถวหน้าของภาพถ่ายด้วย การวิจัยด้านความปลอดภัยทางชีวภาพ เช่น การออกแบบระบบแสงสว่างเพื่อสุขภาพสำหรับยานอวกาศที่มีคนขับขนาดใหญ่ การวิจัยเกี่ยวกับระบบแสงสว่างและระบบแสดงผลเพื่อสุขภาพ และการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการประยุกต์ใช้ฟิล์มป้องกันแสงสีฟ้าเพื่อสุขภาพแสงและความปลอดภัยของแสง

3. แถบและกลไกความปลอดภัยของโฟโตไบโอเซฟตี้
ช่วงของแถบรังสีแสงที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยทางแสงทางชีวภาพส่วนใหญ่รวมถึงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตั้งแต่ 200 นาโนเมตรถึง 3000 นาโนเมตร ตามการจำแนกความยาวคลื่น รังสีเชิงแสงสามารถแบ่งส่วนใหญ่ได้เป็นรังสีอัลตราไวโอเลต การแผ่รังสีแสงที่มองเห็น และรังสีอินฟราเรด ผลกระทบทางสรีรวิทยาที่เกิดจากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นต่างกันจะไม่เหมือนกันทั้งหมด
รังสีอัลตราไวโอเลตหมายถึงรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่น 100 นาโนเมตรถึง 400 นาโนเมตร ดวงตาของมนุษย์ไม่สามารถรับรู้ถึงการมีอยู่ของรังสีอัลตราไวโอเลตได้ แต่รังสีอัลตราไวโอเลตมีผลกระทบอย่างมากต่อสรีรวิทยาของมนุษย์ เมื่อรังสีอัลตราไวโอเลตถูกทาลงบนผิวหนัง อาจทำให้เกิดการขยายตัวของหลอดเลือด ส่งผลให้เกิดรอยแดง การได้รับสารเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดความแห้ง สูญเสียความยืดหยุ่น และทำให้ผิวหนังแก่ก่อนวัย เมื่อใช้รังสีอัลตราไวโอเลตกับดวงตา อาจทำให้เกิดโรคกระจกตาอักเสบ ตาแดง ต้อกระจก ฯลฯ ทำให้เกิดความเสียหายต่อดวงตาได้
การแผ่รังสีของแสงที่มองเห็นโดยทั่วไปหมายถึงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 380-780 นาโนเมตร ผลกระทบทางสรีรวิทยาของแสงที่มองเห็นได้ต่อร่างกายมนุษย์ส่วนใหญ่ ได้แก่ ผิวหนังไหม้ เกิดผื่นแดง และความเสียหายต่อดวงตา เช่น การบาดเจ็บจากความร้อน และจอประสาทตาอักเสบที่เกิดจากแสงแดด โดยเฉพาะอย่างยิ่งแสงสีน้ำเงินพลังงานสูงในช่วง 400 นาโนเมตรถึง 500 นาโนเมตรสามารถทำให้เกิดความเสียหายทางเคมีแสงต่อเรตินาและเร่งการเกิดออกซิเดชันของเซลล์ในพื้นที่จอประสาทตา ดังนั้นจึงเชื่อกันโดยทั่วไปว่าแสงสีน้ำเงินเป็นแสงที่มองเห็นได้ซึ่งเป็นอันตรายที่สุด