紫外LED（UV LED）、可見光LED（VLED）以及紅外LED（IR LED）在不同的波段有著各自獨特的應用。它們借助特定波長光子所攜帶的能量，實現(xiàn)超出普通照明或指示功能的效果。其核心原理在于，光的波長不僅決定著能量大?。úㄩL越短，能量越高），還對與物質(zhì)相互作用的特性產(chǎn)生影響（例如被吸收、反射、透射，或者激發(fā)特定分子等）。通過選擇和設計半導體材料，LED能夠精準地發(fā)出特定波段的窄譜光。

一、便攜化應用（如家用光療儀）

原理：UVA光子能夠激發(fā)光催化劑（比如二氧化鈦TiO?），從而生成具有強氧化還原能力的活性基團（例如羥基自由基·OH），這種活性基團可以分解有機物和部分無機物。

優(yōu)勢：LED光源具有使用壽命長、節(jié)能的特點，并且易于設計反應器。

二、可見光LED（Visible LED）

波長范圍：400nm（紫光）至700nm（紅光）。

特殊應用詳解（超越通用照明）

原理：在光合作用中，植物主要吸收紅光（630 - 660nm）和藍光（400 - 500nm），不同波段的光會影響植物的形態(tài)建成、開花以及營養(yǎng)積累等過程。

優(yōu)勢：LED光譜具有高度可定制性（能夠精確配置紅、藍、遠紅、綠、白光比例），光電轉(zhuǎn)換效率高、發(fā)熱低（可近距離照射）、使用壽命長且體積小，易于布設。

光生物調(diào)節(jié)療法（低強度光療/LLLT）

新生兒黃疸治療（光療）

手術照明：高顯色性、低熱輻射且可調(diào)光強的LED無影燈。

診斷輔助：內(nèi)窺鏡光源、皮膚檢測燈（利用不同波長觀察皮膚狀況）。

可見光通信（VLC）

原理：利用高速閃爍的LED光波（人眼無法察覺）傳輸數(shù)字信息（0和1），接收端使用光電探測器進行解調(diào)。

應用：在特定場景下作為WiFi的補充或替代方式，提供高速、高密度、無電磁干擾的無線通信，適用于射頻敏感區(qū)域（如醫(yī)院、飛機、工廠）、水下通信、高安全通信以及智能照明與通信融合。

優(yōu)勢：頻譜資源豐富（可見光譜寬）、帶寬潛力大、無電磁輻射、安全性高（光無法穿墻）且定位精度高，白光LED或RGB LED均可實現(xiàn)。

顯示與裝飾照明

高動態(tài)范圍（HDR）顯示：采用Mini - LED/Micro - LED背光技術，實現(xiàn)超高對比度和精細的局部調(diào)光。

全彩顯示屏：用于大型戶外/室內(nèi)LED顯示屏（RGB像素點）。

狀態(tài)指示與裝飾：廣泛應用于電子產(chǎn)品、家電及建筑景觀亮化等方面，色彩豐富、節(jié)能耐用。

文物保護照明

原理：選擇特定低紫外、低紅外輻射的LED光源（冷光源），并精確控制照度和色溫。

應用：為對光敏感的文物（如紡織品、繪畫、古籍、染料等）提供照明，最大程度減少光輻射（特別是紫外和紅外熱）造成的褪色、老化等損害。

優(yōu)勢：LED幾乎不產(chǎn)生紫外和紅外輻射，光譜可調(diào)，發(fā)熱極低，顯色性好且壽命長。

三、紅外LED（Infrared LED, IR LED）

波長范圍：700nm至1mm。通?？杉毞譃椋?/p>

近紅外（NIR）：700nm至1400nm（常用波段：700 - 950nm、1050nm、1300nm、1450nm）

中紅外（MIR）：1400nm至3000nm

遠紅外（FIR）：3000nm至1mm（LED在此波段效率很低，常用其他光源如激光器、熱輻射源）

特殊應用詳解（主要集中于近紅外NIR）

原理：人眼無法看見NIR光，但CCD/CMOS圖像傳感器對700 - 1000nm的NIR光敏感，IR LED照射目標后，攝像頭捕捉反射的NIR光成像。

應用：在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中，用于夜間或低照度環(huán)境下的補光照明，實現(xiàn)“零光污染”夜視。

優(yōu)勢：隱蔽性好、成本低、功耗相對較低且易于集成，不同波長（如850nm有輕微紅曝，940nm完全不可見）可用于不同隱蔽要求的場景。

生物醫(yī)學監(jiān)測

脈搏血氧飽和度監(jiān)測（SpO?）

心率監(jiān)測（PPG）

無創(chuàng)血糖監(jiān)測（研究熱點）

其他：酒精檢測、組織血氧監(jiān)測、血流成像。

原理：IR LED發(fā)射紅外光，遇到物體反射回來被光電二極管接收，通過測量發(fā)射與接收的時間差（ToF）或反射光強度，判斷物體的距離或有無。

優(yōu)勢：非接觸、響應快、不受可見光干擾且成本低。

工業(yè)安全監(jiān)控

原理：在危險區(qū)域（如沖壓機床、機器人工作區(qū)）周圍形成多束平行的不可見紅外光柵，當任何一束光被遮擋（如人手進入），立即觸發(fā)停機信號。

應用：保障工業(yè)現(xiàn)場操作人員的安全。

優(yōu)勢：反應速度快、可靠性高且非接觸。

紅外數(shù)據(jù)傳輸

原理：利用NIR LED的快速開關進行數(shù)字信號調(diào)制傳輸，接收端用光電二極管解調(diào)。

優(yōu)勢：成本極低、簡單可靠、無電磁干擾且天然隔離，缺點是方向性強、距離短、速率相對較低（相比無線射頻）。

其他應用

原理：利用特定NIR波段的光學特性（如穿透性、物質(zhì)吸收特性）。

技術發(fā)展動向

UV LED：持續(xù)提升UVC LED的功率、效率和壽命，降低成本，拓展在大型水/空氣處理、表面消毒方面的應用，深紫外（<250nm）LED在殺菌和傳感方面具有潛力。

可見光LED：Mini - LED/Micro - LED顯示技術是熱點，追求更高亮度、對比度、分辨率；LiFi技術標準化和商業(yè)化推進；植物照明光譜調(diào)控更智能化、個性化。

IR LED：朝著更高功率、更高效、更小尺寸方向發(fā)展，多波長集成傳感器件；VCSEL在傳感和LiDAR領域?qū)Σ糠諭R LED形成競爭，中紅外LED技術也在發(fā)展，用于氣體傳感等。

理解不同波段LED的獨特光電特性是其特殊應用的基礎。隨著材料、芯片及封裝技術的不斷進步，LED在紫外、可見光和紅外領域的應用將持續(xù)深化和拓展。