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浅谈LED照明在各个领域的应用
  一、LED的应用

LED的特点决定了它除了视觉用途外,还有很多其他的应用,即非视觉应用。目前所知的主要包括农业、医疗等领域。下面就让我们来解读一下LED到底是怎么应用到这些领域上的。

1LED 在农业上的应用

LED在农业上的应用主要用于植物的补光,而植物生长则依靠太阳光的光合作用。生物学统计表明,大部分植物为绿色植物,其中都含有叶绿素a与叶绿素b,而叶绿素a与叶绿素b对光谱是选择性吸收的。含有叶绿素a与叶绿素b的植物,对绿光的吸收是很少的,其主要的吸收峰分别在650nm440nm附近,且叶绿素a与叶绿素b吸收峰不同但比较接近。因此,可以认为植物的生长主要是依靠这些光谱进行光合作用。进一步的研究也表明,不同的植物对不同波长光的吸收与光合作用也不一样,这个从不同的植物有不同的颜色(即反射太阳光部分)也可以理解。

由于LED具有很大的光谱灵活性,因此我们可以针对不同的植物选择合适的光谱进行照射,可以想象,这样的植物补光将具有比传统光源更大的效率优势。在这种LED应用中,建立不同植物的光谱光合作用效率曲线是提高效率的基础。因此,与目前的视觉科学对应,是否将产生植物光合作用科学?

LED在农业上的应用还包括杀虫,抗菌等。如一些特定的光谱对某些虫类、菌类有抑制作用,那么研究这种抑制作用一样具有很大的意义,而这将诞生另一类照明科学研究。

此外,LED在动物养殖上也有很大的用途。其主要应用是为动物营造一个优选的照明光环境问题,这也是照明科学有待研究的课题。

2LED在医疗上的应用

LED在医疗上的应用主要包括光治疗与康复、保健等。

光照疗法(light therapy)的原理是:特定波长的单色光具有影响细胞生物学行为的能力,且无明显的损伤作用。长期以来,激光作为照射光源,由于其体积大、价格昂贵,无法照射大面积的伤口等问题使得激光在医疗上的应用受到限制。

与激光相比,LED光源体积小、价格相对便宜且具有各种光谱,还可采用多个LED排成阵列应用于大面积伤口照射,同时通过选用不同波长的LED可实现光治疗的波长优选,加上LED的高效率,使得LED在光治疗上有很大的应用潜力,LED在医疗保健与康复上的应用也基于同样的原理。

在这些LED医疗应用中,同样存在LED光照的优选问题,即针对某一种治疗,哪一类光谱最合适?怎样的强度,怎样的照射方式(脉冲方式/稳态方式)最合适?照射周期怎样最好?这些都是广义的照明学科范畴,值得科学研究的。

LED在医疗上的应用与农业略有不同。在医疗应用中,由于人体内具有各种组织,那么LED光源不仅要考虑对某些组织生长的促进作用,还要考虑对其他多种组织的破坏作用。因此,LED在医学上的研究将复杂的多。

随着LED技术的发展,除上述之外,LED还将诞生出各种应用,而这些应用的研究,也将极大的丰富照明学科的研究内涵。

值得一提的是,LED与通信技术结合产生的LED可见光通信技术,将有很大的应用前景。但是,在LED通信中,LED只是一个载体。因此,尽管未来这是与照明相关的一个交叉学科,但是,严格的说,这个不属于照明学科的范畴,而是通信学科的一部分。

 

 

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