光除了對人體產(chǎn)生視覺功效之外，還具有非常重要的非視覺生物功效。從光照對人體晝夜節(jié)律的影響，探 討人工照明如何促進人類身心健康在今天具有一定研究價值。人類晝夜系統(tǒng)只是過去二十多年才成為世界廣泛研究的課題，國內(nèi)外學者開展照明對人體晝夜節(jié)律影響 的研究也不過是近十年的事情。我們需要針對我國被試者研究怎樣的光譜分布、多少光照才能對晝夜節(jié)律產(chǎn)生作用?在此基礎(chǔ)上嘗試通過改善照明環(huán)境實施對人體晝 夜節(jié)律的干預，創(chuàng)造有利于人體身心健康和提高作業(yè)效能的生活和工作環(huán)境。見圖1。
生物鐘混亂或晝夜節(jié)律破壞必將給人體健康帶來嚴重的后果。光療法(Light therapy)在提高睡眠質(zhì)量、治療抑郁和季節(jié)性情感障礙 (SAD)、改善老年性癡呆的生活環(huán)境等方面，醫(yī)學臨床療效甚佳。如何在人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞯沫h(huán)境中，考慮光照對人體晝夜節(jié)律的影響和擴展照明光療作用， 是我們面對的挑戰(zhàn)。見圖2。
LED不同于傳統(tǒng)光源與燈具，易于構(gòu)成特定光譜分布、便于實現(xiàn)智能控制，對于提升人工照明環(huán)境改善人體晝夜節(jié)律的功效方面，具有無可比擬的 優(yōu)勢。目前需要分析和研究影響人體晝夜節(jié)律的光譜特性和光照水平閾值。良好照明不僅需要滿足人們的視覺作業(yè)要求，還應對人類健康、幸福感、警覺和睡眠質(zhì)量 產(chǎn)生積極的作用。因此，以晝夜節(jié)律光生物學理論為基礎(chǔ)，通過光照水平和光譜能量分布(SPD)對人體褪黑激素抑制作用影響的研究，有助于加強人們深刻理解 光照與人體晝夜節(jié)律的相互作用關(guān)系，為創(chuàng)造有利于人體身心健康和提高作業(yè)效能的光照環(huán)境，提供堅實的實驗和理論支持。對未來家居照明、辦公室照明、學校照 明和醫(yī)院照明，以及戶外照明等，將起到重要的設計指導作用。另外對半導體進入通用照明的白光LED發(fā)射光譜設計和燈具系統(tǒng)設計，提供科學依據(jù)。今后的照明 質(zhì)量評價標準也會從以視覺為主導的體系轉(zhuǎn)變到滿足人類健康照明需求，當然這需要在更多的研究工作基礎(chǔ)上得到發(fā)展。見圖3。
正是LED無限潛在的可能性，其應用不應受傳統(tǒng)制約和束縛，是人類勇于探索和嘗試新的做法，我們才能感受到半導體領(lǐng)域正在孕育一場前所未有的、超越照明的創(chuàng)新革命。
超越照明!創(chuàng)新思維總會引發(fā)未來的偉大變革。LED取代傳統(tǒng)光源白熾燈用于照明之外，將在生命科學、康復醫(yī)學、植物生長、短途通訊領(lǐng)域中得 到全面應用。通過半導體在未來人居環(huán)境中的應用，將改變和顛覆人類生活的常規(guī)起居和工作環(huán)境，規(guī)避自然災害和保證食品安全，人類生活將迎來健康照明、智能 照明、情景照明、信號傳輸?shù)男录o元。一個更加綜合、領(lǐng)域交叉、應用無限擴展的未來世界將出現(xiàn)在人居環(huán)境中。讓我們對未來LED超越照明的應用模式做一展 望。
(1)基于光健康與非視覺生物效應理論，考慮自然光和人工光的特征，研究適應人居環(huán)境的光干預方式和利于調(diào)節(jié)人體生物節(jié)律的理想LED的光譜能量分布特征，并據(jù)此研發(fā)和試制出高效型、節(jié)能型、健康型的半導體燈具產(chǎn)品。
(2)通過開展研究LED對人體刺激、調(diào)節(jié)和活化作用的光學治療方法，利用LED特定窄光譜的照射(405～420nm的藍光對粉刺治 療，600～950nm的紅光和紅外線可以治療酒糟鼻和皺紋;532～595nm的綠至黃光，對老年人臉部皮膚紅和血管改善;紅光刺激皮膚中的線粒體，促 進新的細胞再生。)，可以改善皮膚條件。特定光譜照射對腦損傷、傷口愈合、曬傷等，可以加速新的膠原產(chǎn)生，加快康復。利用LED在健康美容的光療技術(shù)，把 健康照明引入人居環(huán)境。
(3)通過特定的LED光譜能量分布及光照模式，設施植物生長不受天氣及災害影響，具有戰(zhàn)略意義。研究LED光照的光合作用以及對產(chǎn)量與品 質(zhì)的影響效應，獲取LED光譜能量分布與光輸出控制參數(shù);研發(fā)用于設施植物生長的均勻平面光源和大功率多芯組合封裝光源;研制溫室植物生長專用LED照明 及其控制系統(tǒng)，開發(fā)智能化LED光源植物生長柜。研究結(jié)果必將對住宅和辦公室植栽園藝帶來新的思路，根本解決日光不足的問題，使得在特殊地方利用人工光來 干預植物生長成為可能。
(4)基于LED照明的室內(nèi)、室外短途通訊技術(shù)及系統(tǒng)是未來LED在人居環(huán)境中應用的一個獨特方向。研究大功率LED器件高速調(diào)制/解調(diào)技 術(shù)、均衡技術(shù)，利用照明用大功率LED，在照明的同時實現(xiàn)室內(nèi)、室外的短距離光學無線通信;研究可見光通信防頻閃技術(shù)，保證在數(shù)據(jù)發(fā)送時LED不會產(chǎn)生肉 眼可察覺的閃爍，避免通信時燈光對人眼產(chǎn)生的不適感。
半導體照明與傳統(tǒng)照明相比，具有數(shù)字化、易于集成、健康理念、應用領(lǐng)域廣等特征，這決定了半導體照明的創(chuàng)新發(fā)展應該具有更加廣闊的空間，應避免再走傳統(tǒng)照明的老路。因此，半導體照明未來發(fā)展也將充分考慮其自身特征，從創(chuàng)新設計理念的提出，到技術(shù)研發(fā)的突破，以及