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《健康與營養》2016年第z2期

【摘要】隨著半導體電子技術的不斷成熟，光健康與光醫療已成為國際上的研究熱點，其市場空間和容量巨大，具有全球覆蓋性。介紹了紅外線光譜的特點及應用情況；分析了其在光健康領域的應用情景，利用LED技術成果及生產工藝，開發出健康、醫療等照明產品，將獲得很好的經濟效益和社會效益。

【關鍵詞】紅外線；光譜；光健康；應用研究

1引言

半導體照明是21世紀一項較為成功的技術革命，而且在照明產業的變革中已經確定了主導地位，但我國從半導體照明制造大國，變成產業強國還有很長的路要走，如何提高產品附加值，在新的領域樹立如何建立品牌效應，值得思考。近年來LED在應用領域取得了很大的進展，在光效等性能提升的同時，LED在一些新的領域的應用備受關注，特別是LED光健康及超越照明和智能照明等領域的應用。光健康與光醫療已成為國際上的研究熱點，其市場空間和容量巨大，具有全球覆蓋性，美國、歐洲及日本等國家都將其作為重點發展目標，致力于搶占和建立新型產業的制高點。我國的“十三五”規劃也將第三代半導體材料和半導體照明納入其中，提出要發展綠色環保產業。培育服務主體，推廣節能環保產品，支持技術裝備和服務模式創新，完善政策機制，促進節能環保產業發展壯大。明確提出發展半導體照明等環保技術裝備。作為綠色、可持續發展的技術，半導體照明今后的發展中，在光效、壽命等各項指標不斷提高的同時，重視光品質的提升，努力實現全光譜和生產過程全鏈條的綠色制造[1]。同時，科技創新以市場需求為導向，培育與挖掘需求也十分重要。在科技發展的背景下，人們對綠色健康舒適的生活環境的要求越來越高，而智能照明、智慧城市就是一個重要的努力方向，這其中包含光源、微電子、傳感、控制等很多內容，此外，LED在健康醫療，農業領域的養殖、畜牧、漁業等細分領域還有很大潛力可以挖掘。本文針對紅外線光譜進行研究，重點介紹光健康產業紅外線光譜的作用進行分析。

2紅外線光譜特點及應用

2.1紅外線特點

紅外線（Infrared）是波長介于微波與可見光之間的電磁波，波長在760納米（nm）至1毫米（mm）之間，比紅光長的非可見光。高于絕對零度（-273.15℃）的物質都可以產生紅外線，現代物理學稱之為熱射線，太陽的熱量主要通過紅外線傳到地球。醫用紅外線可分為兩類：近紅外線與遠紅外線。紅外線，也稱作紅外熱輻射，熱作用較強。其作為太陽光線中不可見光線的一個譜系，早在1800年就被英國科學家赫歇爾發現，赫歇爾在研究中把太陽光用三棱鏡進行光學分解，通過溫度計來測量各種不同顏色的色帶位置的溫度，準備測量不同色帶的熱效應。試驗中驚奇的發現位于紅光外側的溫度計升溫極快。因此他認為在太陽光譜中，紅光的外側一定存在某種不可見光線，由此發現了紅外線。紅外線的波長大于可見光線，波長為0.75～1000μm。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長為(0.75-1)～(2.5-3)μm之間；中紅外線，波長為(2.5-3)～(25-40)μm之間；遠紅外線，波長為(25-40)～l500μm之間。

2.2紅外線光譜的應用分析

紅外線頻率較低，能量少，遠遠達不到原子、分子解體的效果。因此，紅外線只能穿透了原子分子的間隙中，而不能穿透到原子、分子的內部，這樣通過紅外線光譜照射，原子、分子的振動加快、間距拉大，即增加熱運動能量，物質會發生融化、沸騰、汽化等物理作用，而物質原子、分子結構不發生變化，這就是紅外線的熱效應作用。利用紅外光譜可以對不同形態的（固態、液態、氣態）物質進行檢測，同時對無機、有機、高分子化合物也可以進行結構檢測。由于紅外光譜具備測試簡便、靈活高效、靈敏度高、重復性好、樣品檢測量少、儀器結構簡單等特點，紅外光譜多被應用在現代結構化學和分析化學中。另外，紅外光譜在高聚物的構型、構象、力學性質的研究以及遙感、氣象、天文、物理、生物、醫學等領域也有廣泛的應用。近年來，人們利用紅外光譜儀器進行物質的化學結構解析。Vapnik等[2]人在統計學習理論(StatisticalLearningTheory,SLT)等研究基礎上，提出了支持向量機(Supportvectormachine,SVM)，它之間尋求最佳折衷，以期獲得最好的能力。SVM根據有限的樣本信息在模型的復雜性和學習能力方面進行綜合評估和分析，獲得一種最優化泛化作用，在化學解析領域，SVM對紅外光譜的子結構識別能力突出，與其他研究比較，SVM穩定性和訓練速度快較好。

3紅外線光譜在光健康領域的應用

近年來LED在應用領域取得了很大的進展，在光效等性能提升的同時，LED在一些新的領域的應用備受關注，特別是LED光健康及超越照明和智能照明等領域的應用。光健康與光醫療已成為國際上的研究熱點，其市場空間和容量巨大，具有全球覆蓋性，美國、歐洲及日本等國家都將其作為重點發展目標，致力于搶占和建立新型產業的制高點。

3.1紅外線光譜在治療急、慢性軟組織損傷中的應用

在紅外線的作用下，皮膚以及相應身體組織能夠將能來吸收，并且把吸收的能量轉換為熱。這樣會導致組織明顯變化，出現血管擴張以及血液流速加快的現象，對于組織代謝以及血液循環均具有重要意義。在紅外線的作用下，還能夠進一步促進對滲出物的吸收，對于身體組織腫脹的消退就有重要作用，從而能夠有效應對肌肉痙攣以及肌肉勞損，從而能夠有效治療軟組織損傷問題。我國已經在臨床中結合利用紅外理療與臨床按摩的治療方法，實現了對急性腰扭傷的治療，并且治療效果良好。

3.2紅外線光譜在慢性炎癥以及關節相關病治療中的應用

紅外線分為遠近兩種紅外線，遠紅外線的照射對于人體免疫功能增強具有重要作用，主要是通過改善血液循環與人體組織營養實現的。通過免疫功能與巨噬細胞吞噬能力的提升，不僅僅能夠促進慢性炎癥的吸收與消散，而且對于頸椎病等相關關節性疾病的治療也具有重要作用。丁小清作為我國紅外線光譜方面的重要研究者對紅外線治療進行了分析，以頸椎病以及肩周炎作為應用對象，采用紅外線進行相關部位照射，最終對患者進行疾病檢查，這樣最終發現紅外線光譜的有效率超過90%，說明未來紅外線光譜在關節相關疾病以及慢性炎癥方面的應用值得推廣。

3.3紅外線光譜在收口愈合方面的應用

遠紅外線光譜同樣對于組織營養改善具有重要作用，不僅僅能夠促進纖維細胞的再生，而且在纖維母細胞再生方面具有重要作用。對于肉芽的再生具有重要意義，從而實現組織的修復，細胞再生與傷口愈合方面具有作用。另外紅外線光譜在目前臨床應用研究中發現，其具有鎮痛消炎的重要作用。相關研究我國也在理論研究基礎上應用臨床手段進行了驗證，在臨床中應用遠紅外線理療儀進行傷口愈合治療，通過臨床研究發現其在輕度燒傷等傷口的愈合具有重要作用。

3.4紅外線光譜在皮膚病治療方面的應用分析

在紅外線對人體的治療中發現，通過其對人體的作用，進而能夠促進血液循環。是通過增加組織供血量以及組織的供氧量實現的，能夠對皮膚組織進行干燥處理，讓皮膚組織結痂，對于皮膚病的治療和輔助治療是具有重要意義的。我國在臨床方面進行了研究與分析，通過對凍瘡治療中應用紅外線光譜進行研究發現，其具有良好效果，治療效果率超過85%，說明紅外線光譜在皮膚病治療中具有良好應用效果。

4結語

光通過二通道影響視覺生理和心理,可以影響人眼視覺健康,影響人體生理節律,有利于防治抑郁癥、SAD等疾病,可有效緩解綜合性疼痛癥狀，還可以用于其它各種治療。因此，把變焦燈能控制光斑大小的技術特征運用于光保健和光醫療的設備和產品中，可以實現精確定點，定區域的治療效果。在未來，利用LED變焦燈的技術成果及生產工藝經驗去開發從健康照明到醫療照明的擴展產品，把相關的專利技術充分的轉化為有效的經濟效益和社會效益，對人類貢獻不可估量。

【參考文獻】

[1]吳玲.“十三五”我國半導體照明產業發展展望[J].照明工程學報,2017,34(1):28-30.

[3]吳育林,李海鋒,盧彥君,等.LED變焦燈構件(模組)的研發與應用[J].科技與企業,2014(13).

作者：吳育林；梁明 單位：廣東凱西歐照明有限公司