一、LED的應用
LED的特點決定了它除了視覺用途外,還有很多其他的應用,即非視覺應用。目前所知的主要包括農業、醫療等領域。下面就讓我們來解讀一下LED到底是怎么應用到這些領域上的。
1、LED 在農業上的應用
LED在農業上的應用主要用于植物的補光,而植物生長則依靠太陽光的光合作用。生物學統計表明,大部分植物為綠色植物,其中都含有葉綠素a與葉綠素b,而葉綠素a與葉綠素b對光譜是選擇性吸收的。含有葉綠素a與葉綠素b的植物,對綠光的吸收是很少的,其主要的吸收峰分別在650nm與440nm附近,且葉綠素a與葉綠素b吸收峰不同但比較接近。因此,可以認為植物的生長主要是依靠這些光譜進行光合作用。進一步的研究也表明,不同的植物對不同波長光的吸收與光合作用也不一樣,這個從不同的植物有不同的顏色(即反射太陽光部分)也可以理解。
由于LED具有很大的光譜靈活性,因此我們可以針對不同的植物選擇合適的光譜進行照射,可以想象,這樣的植物補光將具有比傳統光源更大的效率優勢。在這種LED應用中,建立不同植物的光譜光合作用效率曲線是提高效率的基礎。因此,與目前的視覺科學對應,是否將產生植物光合作用科學?
LED在農業上的應用還包括殺蟲,抗菌等。如一些特定的光譜對某些蟲類、菌類有抑制作用,那么研究這種抑制作用一樣具有很大的意義,而這將誕生另一類照明科學研究。
此外,LED在動物養殖上也有很大的用途。其主要應用是為動物營造一個優選的照明光環境問題,這也是照明科學有待研究的課題。
2、LED在醫療上的應用
LED在醫療上的應用主要包括光治療與康復、保健等。
光照療法(light therapy)的原理是:特定波長的單色光具有影響細胞生物學行為的能力,且無明顯的損傷作用。長期以來,激光作為照射光源,由于其體積大、價格昂貴,無法照射大面積的傷口等問題使得激光在醫療上的應用受到限制。
與激光相比,LED光源體積小、價格相對便宜且具有各種光譜,還可采用多個LED排成陣列應用于大面積傷口照射,同時通過選用不同波長的LED可實現光治療的波長優選,加上LED的高效率,使得LED在光治療上有很大的應用潛力,LED在醫療保健與康復上的應用也基于同樣的原理。
在這些LED醫療應用中,同樣存在LED光照的優選問題,即針對某一種治療,哪一類光譜最合適?怎樣的強度,怎樣的照射方式(脈沖方式/穩態方式)最合適?照射周期怎樣最好?這些都是廣義的照明學科范疇,值得科學研究的。
LED在醫療上的應用與農業略有不同。在醫療應用中,由于人體內具有各種組織,那么LED光源不僅要考慮對某些組織生長的促進作用,還要考慮對其他多種組織的破壞作用。因此,LED在醫學上的研究將復雜的多。
隨著LED技術的發展,除上述之外,LED還將誕生出各種應用,而這些應用的研究,也將極大的豐富照明學科的研究內涵。
值得一提的是,LED與通信技術結合產生的LED可見光通信技術,將有很大的應用前景。但是,在LED通信中,LED只是一個載體。因此,盡管未來這是與照明相關的一個交叉學科,但是,嚴格的說,這個不屬于照明學科的范疇,而是通信學科的一部分。