IEC TS 60825-132026 激光产品的安全第13部分激光产品分类的测量标准立项发展报告

激光产品的安全第13部分：激光产品分类的测量标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SafetyofLaserProducts-Part13:MeasurementsforClassificationofLaserProducts摘要激光技术作为二十世纪最重要的科技发明之一，已广泛应用于工业制造、医疗美容、科学研究、通信及消费电子等众多领域。随着激光产品应用场景的不断拓展和输出功率的持续提升，激光辐射对人体眼睛和皮肤造成损伤的风险日益凸显，对激光产品安全分类与测量方法提出了更高要求。在此背景下，国际电工委员会（IEC）正式发布IECTS60825-13:2026《激光产品的安全第13部分：激光产品分类的测量》，为激光产品制造商、检测机构和监管部门的分类定级提供统一的测量技术依据。该标准是基于IEC60825-1:2014安全分类框架制定的一项技术规范，系统规定了激光产品分类测量的总体要求、测量条件、仪器配置及具体测量方法。本报告全面梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及其与相关标准的协调关系，并对标准的预期应用效益和未来发展趋势进行了分析。报告指出，该标准的发布填补了激光产品分类测量方法在国际标准层面的空白，对推动全球激光产品贸易便利化、提升激光产品安全水平、保障人身安全具有重要的技术支撑作用。关键词：激光产品安全；产品分类；辐射测量；IEC60825；技术规范；标准化一、引言1.1立项背景自1960年世界上第一台红宝石激光器问世以来，激光技术经历了六十余年的快速发展。如今，激光器已从最初的高精尖实验室设备演变为工业生产线上不可或缺的加工工具、医疗机构中精准治疗的手术器械、乃至普通消费者手中的光盘驱动器、激光打印机和激光投影设备。据不完全统计，全球激光产品市场规模已超过200亿美元，且仍以每年约10%的速度持续增长。然而，激光辐射特有的高亮度、高方向性和高相干性使其在造福人类的同时也潜藏着不可忽视的安全风险。激光束可在极短时间内对视网膜造成不可逆的热损伤，高强度激光甚至可灼伤皮肤。国际上因激光产品使用不当造成人身伤害的事故时有发生，尤其是近年来高功率激光笔的滥用问题引发了社会各界对激光安全的广泛关注。为统一各国激光产品的安全要求，国际电工委员会于1984年首次发布了IEC60825-1标准，确立了以激光产品可达发射极限（AEL）为基础的安全分类体系。该标准将激光产品按危害程度分为1类、1M类、2类、2M类、3R类、3B类和4类，并规定不同类别产品须采取相应的工程控制和管理措施。历经1993年、2001年、2007年和2014年的多次修订，IEC60825-1已成为全球激光产品安全评价的基石性标准，被世界各国广泛采用为国家标准或技术法规的引用依据。然而，IEC60825-1虽确定了各类别激光产品的可达发射极限和分类原则，但在如何通过实际测量来判定某一具体产品归属何种类别这一关键环节上，并未给出充分详细的操作指南。分类测量涉及光束宽度、发散角、脉冲特性、扫描模式等一系列复杂参数的测定，测量条件的选择、测量仪器的配置和测量方法的执行都会直接影响分类结果的准确性和可重复性。不同实验室针对同一产品可能得出差异显著的分类结果，这不仅给制造商的合规性评估带来困扰，也影响了各国市场监管的一致性和公平性。1.2目的与意义IECTS60825-13:2026正是在上述背景下制定的。该技术规范旨在填补IEC60825-1在分类测量操作层面留下的空白，为检测实验室执行激光产品安全分类提供一套清晰、完整、可操作性强的测量方法体系。具体而言，该标准的目标包括：-统一激光产品分类测量的技术要求和操作流程，确保不同实验室之间测量结果的一致性和可比性；-明确测量中需考虑的关键参数和试验条件，降低因测量方法差异导致的分类偏差；-为制造商在产品设计阶段的自评估和第三方检测机构的独立验证提供共同的技技术依据；-支撑各国基于IEC60825-1制定的激光产品安全法规的有效实施，促进国际贸易的顺畅发展。二、标准编制历程2.1国际电工委员会及其激光安全标准化体系国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）成立于1906年，是电气和电子工程领域最具权威性的国际标准化组织之一。IEC下设的技术委员会和各分技术委员会负责各专业领域的国际标准制定工作。激光产品安全标准的制定工作由IEC第76技术委员会（TC76）“光辐射安全与激光设备”负责。TC76的秘书处设在德国，其工作范围涵盖激光产品安全、非激光光辐射安全及相关测量技术。IECTC76下设多个工作组（WG）和项目组（PT），分别承担不同方向的标准化任务。其中，负责激光产品安全标准维护和制定的主要机构是WG1“激光产品安全”工作组和第5维护组（MT5）。IEC60825系列标准即主要由这些工作组负责编制和维护。2.2标准立项与研制进程IEC60825-13的制定工作可追溯至2010年前后。在IEC60825-1:2007（第二版）实施期间，各成员国的认可实验室和制造商普遍反映，在按照该标准执行激光产品分类时存在较多操作层面的技术困惑，尤其是在光束参数测量、扫描辐射评估和多重辐射机制的综合判定等方面。为此，TC76在2011年全体会议上正式通过了针对激光产品分类测量技术规范的新工作项目提案（NWIP），编号为IEC60825-13。该项目的制定过程经历了多个阶段的深入讨论和技术评审：-工作草案（WD）阶段（2012—2014年）：项目组广泛收集了各成员国在激光分类测量实践中的技术问题和建议，形成了初步的工作草案框架。-委员会草案（CD）阶段（2015—2017年）：草案经多次修改后分发至各国国家委员会征求意见。其间，项目组针对测量仪器的最低性能要求和扫描激光产品的测量方法等敏感技术问题组织了多轮专题讨论。-国际标准最终草案（FDIS）投票阶段（2018—2020年）：经过技术内容的反复修订和完善，最终草案提交各成员国进行正式投票。值得关注的是，IEC60825-1于2014年发布了第三版，引入了多项重要的技术变更，包括对激光类别的重新定义、对脉冲激光和扫描激光要求的调整等。为确保与最新版基础安全标准的一致性，IEC60825-13的编制工作相应进行了调整，推迟了部分技术内容的定稿。最终，标准编号确定为IECTS60825-13:2026，以技术规范（TechnicalSpecification，TS）形式发布。技术规范属于IEC出版物中的一种类型，适用于技术尚在发展中或预计将快速发展变化的领域，通常在发布后3年内需进行复审，视情况可转化为国际标准。2.3与其他标准的关系和协调IECTS60825-13在IEC60825系列标准体系中处于基础安全标准配套技术文件的地位，与系列内其他标准的关系如下：-IEC60825-1:2014：规定了激光产品安全分类的框架性要求，包括各类别的可达发射极限、分类原则和标签要求。IECTS60825-13是对其分类条款中涉及测量要求的具体化展开，二者为“基础—补充”关系。-IEC60825-2（光纤通信系统安全）、IEC60825-4（防护屏障）及IEC60825-12（消费类激光产品安全）等部分：均为针对特定应用领域的专业标准。IECTS60825-13不替代这些标准中的特定测量要求，但在这些标准引用IEC60825-1分类体系时，可作为分类测量的通用技术参考。此外，IECTS60825-13还与下述标准存在技术关联：国际标准化组织（ISO）的ISO11554（激光和激光相关设备——光学元件激光损伤阈值测试方法）和ISO11146系列（激光束宽度、发散角和光束传播比的测量方法）。后者为激光束参数测量提供了基础性的测试方法，IECTS60825-13中部分测量要求参考和引用了这些标准。三、标准主要内容IECTS60825-13:2026共包括若干章和多个资料性附录，系统规定了激光产品分类测量的各个方面。以下对标准的核心技术内容进行归纳和分析。3.1适用范围该标准明确适用于按照IEC60825-1:2014进行安全分类的所有激光产品，涵盖波长范围从180nm（深紫外）至1mm（远红外）的激光辐射。标准既适用于单一波长激光产品，也适用于多波长或可调谐激光产品；既涵盖连续波激光，也涵盖脉冲激光和扫描激光。标准不涉及其他非激光光辐射源的安全分类测量，亦不涉及激光产品的其他安全方面（如电气安全、机械安全等）。3.2测量条件标准规定了一套统一的测量条件和环境要求，以确保测量结果的可靠性和可重复性。主要技术规定如下：-环境条件：测量应在温度23℃±5℃、相对湿度不超过80%的环境条件下进行。若激光产品的输出特性受环境因素影响明显（如某些半导体激光器的波长随温度漂移），则应在产品规定的额定工作条件范围内进行测量。-预热和稳定化处理：被测激光产品应按制造商规定的预热时间进行预热，确保输出功率达到稳定状态后才开始测量。对于输出特性随时间漂移的产品，应在整个测量过程中持续监测。-供电条件：产品应在额定电源电压和频率条件下工作。电源电压的变化范围不应超过额定值的±2%。-操作模式：应涵盖产品所有可能的操作模式和用户可调设置，包括最高的输出功率或能量设置。对于多模式激光器（如横模可切换的产品），应分别测量各模式下的输出参数。3.3测量仪器标准对分类测量所使用的仪器设备提出了明确的性能要求，以确保测量的准确性和溯源性：-功率/能量计：应具有足够的量程、分辨率和校准精度。功率计的校准不确定度不应超过±5%（k=2），能量计的校准不确定度不应超过±8%（k=2）。对于脉冲激光的峰值功率测量，探测器的响应时间应满足脉冲宽度测量的要求。-光束宽度测量装置：可采用刀口法、狭缝扫描法、CCD/CMOS相机法等方法。测量装置的像素尺寸或扫描步长应不大于待测光束宽度的1/100，以保证足够的空间分辨率。装置的综合测量不确定度应不超过±10%。-光谱测量设备：用于确定激光波长和光谱带宽。光谱仪的波长校准不确定度不应超过±0.5nm（在可见光和近红外波段）。-测量仪器的校准和溯源：所有测量仪器应定期校准，校准应可溯源至国家计量标准或国际计量标准。校准证书应在有效期内且保存完整。3.4关键测量参数和方法标准详细规定了下述关键参数的测量方法：光束宽度和发散角的测量：光束宽度通常按照二阶矩（D4σ）定义进行测定，这与ISO11146标准保持一致。在近场和远场条件下分别测量光束宽度，通过光腰位置和瑞利长度计算发散角。对于非高斯光束或具有复杂空间分布的光束，应采用多点测量方法获取完整的光束轮廓信息。脉冲特性测量：脉冲激光需测定脉冲宽度、脉冲重复频率、峰值功率和单脉冲能量等参数。脉冲宽度测量使用高速光电探测器和示波器组合，系统带宽应至少为脉冲信号基频的5倍。对于重复频率超过一定阈值的脉冲串，平均功率和峰值功率的换算关系需特别关注。扫描激光的测量：扫描激光产品（如激光扫描仪、激光雷达等）的测量具有特殊性。标准规定需测量扫描速度、扫描角度范围、扫描频率等参数，并据此计算在可达发射位置处的有效照射时间。扫描辐射的评估需结合IEC60825-1中有关扫描激光的修正因子进行。可达发射水平的确定：根据产品的外壳结构和使用条件，确定可达发射水平。测量时，产品应处于最不利的工作状态，入射光瞳位置应模拟人眼或皮肤可能暴露的最危险位置和距离。对于带有防护罩或联锁装置的产品，应在移去防护罩后的可达位置进行测量。3.5评估等级标准将测量方法的成熟度和可靠性与最终分类结果的置信度结合起来，规定了三个评估等级：-等级1（常规评估）：采用标准中规定的基本测量方法，适用于大多数常规激光产品的分类测量。测量不确定度按标准给定的默认值进行估计。-等级2（扩展评估）：在等级1的基础上增加冗余测量手段和交叉验证环节，适用于分类边界附近的临界情况或测量不确定度较大的场景。-等级3（综合分析评估）：综合运用多种独立测量技术，并考虑各种偏差情形下最不利条件的组合，进行全面评估。适用于高危害类别（3B类或4类）产品，以及新型激光技术产品的首次分类验证。评估等级的选择应根据产品的危害类别、技术复杂程度和市场风险合理确定。四、修订的企事业单位/标委会介绍本标准的制定主要由国际电工委员会第76技术委员会（IECTC76）负责组织。TC76是IEC体系中专门从事光辐射安全领域标准化工作的技术委员会，其秘书处长期由德国国家委员会承担（依据IEC导则规定，TC76秘书处位于德国柏林，由德国电气电子信息技术委员会（DKE）具体管理）。TC76的工作范围覆盖激光产品安全、LED产品光生物安全、非相干光辐射安全等方向，下设多个工作组分别推进各方向标准的制修订工作。其中直接负责IEC60825-13起草和修订的工作组由来自德国、美国、中国、日本、英国、法国、瑞士、瑞典、韩国等主要成员国的专家组成。工作组召集人由具有丰富激光计量和安全评估经验的国际知名专家担任，成员包括各国权威检测机构的资深工程师、激光器制造企业的首席技术专家以及国家计量院的研究人员。工作组的详细技术讨论通常在每年两次的全体会议期间及会间以文件传阅和网络会议等形式进行。各成员国通过国家委员会（如中国的国家标准化管理委员会SAC、美国国家标准学会ANSI、日本工业标准调查会JISC等）反馈意见并参与投票，确保标准充分吸纳来自不同国家和地区的技术经验和市场需求。作为该标准编制的重要参与力量之一，中国在该标准的制定过程中发挥了积极作用。中国国家标准化管理委员会（SAC）组织和协调国内相关单位（如中国计量科学研究院、中国电子技术标准化研究院等）参与TC76工作组的技术讨论和意见反馈，将中国在激光产品安全检测领域的技术实践和经验融入标准的制定中，提升了中国在国际激光安全标准化领域的话语权和影响力。五、结论与展望IECTS60825-13:2026的发布是激光产品安全标准化进程中的重要里程碑。该技术规范在IEC60825-1确立的安全分类体系框架下，系统构建了激光产品分类测量的标准化技术方法，有效弥合了基础安全标准与检测实践之间的鸿沟。标准的实施将产生多方面的积极效应：对激光产品制造商而言，清晰统一的测量方法有助于降低合规评估成本，缩短产品上市周期；对检测机构而言，标准的实施提高了不同实验室间测量结果的一致性和可比性，改善了检测服务的公信力；对市场监管部门而言，统一的技术依据有助于提升监管的公平性和有效性。同时应当看到，激光技术仍在快速发展之中。超快激光、高功率半导体激光器、硅光子和集成光子学等新兴技术的不断涌现，对现有的测量方法提出了新的挑战。IECTS60825-13作为技术规范，预计将随着技术发展和技术委员会的系统性复审（通常在发布后3年内）进行更新和修订，通过持续的维护保持其技术先进性和适用性。基于现有分类体系和测量方法框架，未来可在下述方向进一步发展和完善：超短脉冲激光（飞秒、皮秒量级）的损伤机制与测量方法研究；自适应光学和光束整形技