一、LED的應(yīng)用
LED的特點(diǎn)決定了它除了視覺用途外,還有很多其他的應(yīng)用,即非視覺應(yīng)用。目前所知的主要包括農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域。下面就讓我們來解讀一下LED到底是怎么應(yīng)用到這些領(lǐng)域上的。
1、LED 在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
LED在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要用于植物的補(bǔ)光,而植物生長(zhǎng)則依靠太陽光的光合作用。生物學(xué)統(tǒng)計(jì)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(duì)光譜是選擇性吸收的。含有葉綠素a與葉綠素b的植物,對(duì)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(rèn)為植物的生長(zhǎng)主要是依靠這些光譜進(jìn)行光合作用。進(jìn)一步的研究也表明,不同的植物對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收與光合作用也不一樣,這個(gè)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(duì)不同的植物選擇合適的光譜進(jìn)行照射,可以想象,這樣的植物補(bǔ)光將具有比傳統(tǒng)光源更大的效率優(yōu)勢(shì)。在這種LED應(yīng)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(chǔ)。因此,與目前的視覺科學(xué)對(duì)應(yīng),是否將產(chǎn)生植物光合作用科學(xué)?
LED在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用還包括殺蟲,抗菌等。如一些特定的光譜對(duì)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(xué)研究。
此外,LED在動(dòng)物養(yǎng)殖上也有很大的用途。其主要應(yīng)用是為動(dòng)物營(yíng)造一個(gè)優(yōu)選的照明光環(huán)境問題,這也是照明科學(xué)有待研究的課題。
2、LED在醫(yī)療上的應(yīng)用
LED在醫(yī)療上的應(yīng)用主要包括光治療與康復(fù)、保健等。
光照療法(light therapy)的原理是:特定波長(zhǎng)的單色光具有影響細(xì)胞生物學(xué)行為的能力,且無明顯的損傷作用。長(zhǎng)期以來,激光作為照射光源,由于其體積大、價(jià)格昂貴,無法照射大面積的傷口等問題使得激光在醫(yī)療上的應(yīng)用受到限制。
與激光相比,LED光源體積小、價(jià)格相對(duì)便宜且具有各種光譜,還可采用多個(gè)LED排成陣列應(yīng)用于大面積傷口照射,同時(shí)通過選用不同波長(zhǎng)的LED可實(shí)現(xiàn)光治療的波長(zhǎng)優(yōu)選,加上LED的高效率,使得LED在光治療上有很大的應(yīng)用潛力,LED在醫(yī)療保健與康復(fù)上的應(yīng)用也基于同樣的原理。
在這些LED醫(yī)療應(yīng)用中,同樣存在LED光照的優(yōu)選問題,即針對(duì)某一種治療,哪一類光譜最合適?怎樣的強(qiáng)度,怎樣的照射方式(脈沖方式/穩(wěn)態(tài)方式)最合適?照射周期怎樣最好?這些都是廣義的照明學(xué)科范疇,值得科學(xué)研究的。
LED在醫(yī)療上的應(yīng)用與農(nóng)業(yè)略有不同。在醫(yī)療應(yīng)用中,由于人體內(nèi)具有各種組織,那么LED光源不僅要考慮對(duì)某些組織生長(zhǎng)的促進(jìn)作用,還要考慮對(duì)其他多種組織的破壞作用。因此,LED在醫(yī)學(xué)上的研究將復(fù)雜的多。
隨著LED技術(shù)的發(fā)展,除上述之外,LED還將誕生出各種應(yīng)用,而這些應(yīng)用的研究,也將極大的豐富照明學(xué)科的研究?jī)?nèi)涵。
值得一提的是,LED與通信技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的LED可見光通信技術(shù),將有很大的應(yīng)用前景。但是,在LED通信中,LED只是一個(gè)載體。因此,盡管未來這是與照明相關(guān)的一個(gè)交叉學(xué)科,但是,嚴(yán)格的說,這個(gè)不屬于照明學(xué)科的范疇,而是通信學(xué)科的一部分。