LED燈是繼白熾燈、日光燈以及節能燈之後的一種新型光源，具有很高的發光效率，但很多人對它的發光原理與(yu) 光譜特性不了解，難免會(hui) 擔心它發出的光會(hui) 不會(hui) 損害眼睛。

三種顏色的LED

從(cong) 光譜上來說，LED發的光與(yu) 傳(chuan) 統的白熾燈以及日光燈發出的光非常不同，所謂“光譜”就是指物體(ti) 發的光都對應有一個(ge) “彩虹”。

傳(chuan) 統的白熾燈、日光燈發的光與(yu) 太陽光一樣都具有“紅橙黃綠青藍紫”這7種顏色。

但是，一般 LED發的光隻有“RGB”這3種顏色，其中R就是red，表示紅光；G表示green，就是綠光；而B表示blue，就是藍光。

這3種顏色的LED，以400nm到500nm之間的“藍光LED”最為(wei) 重要，也最為(wei) 基本。

藍光的特殊性

藍光在哪裏呢？

看上麵的這張“彩虹”圖吧。從(cong) 左到右，依次是紫外線，可見光和紅外線。其中可見光的波長範圍是在400納米到700納米之間，而從(cong) 400納米開始到500納米的波長範圍就是藍色，所以這個(ge) 波段被稱為(wei) 藍光。

光的基本單元叫做光子，光子的波長與(yu) 頻率成反比，藍光的波長短，所以頻率高。而根據愛因斯坦與(yu) 普朗克的光量子能量計算公式，我們(men) 可以知道光子的能量等於(yu) 普朗克常數與(yu) 光子的頻率的乘積，所以藍光的光子能量也比紅光與(yu) 綠光要高一些，這使得我們(men) 可以用藍光來“激發”出其他顏色的光，比如黃光就可以被藍光“激發”出來。

藍光LED技術曾經贏得諾貝爾物理獎

藍光LED技術是在1998年才被開發出來，這個(ge) 技術還得了2014年的諾貝爾物理獎。這看上去高大上的藍光LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石（YAG）封裝在一起做成的。GaN芯片發藍光，波長λ等於(yu) 465nm，波長帶寬大約是30nm。

白光LED是怎麽(me) 發出白光的？

那麽(me) ，家用的那種白光LED又是怎麽(me) 產(chan) 生白光的呢？上文中已經說過，藍光光子的能量高，所以用它可以激發熒光。一般用藍光LED產(chan) 生的藍光打在熒光粉上產(chan) 生黃光（與(yu) 日光燈的原理類似，日光燈的光芒是紫外線打在日光燈管內(nei) 壁上的熒光粉上發出來的）。黃光被藍光激發出來以後，它們(men) 一起從(cong) LED裏射出來，我們(men) 會(hui) 感覺好像是看到了白光，其實這隻是藍與(yu) 黃兩(liang) 種顏色混合在一起的複合光而已。

我們(men) 打一個(ge) 比方，藍光是“母親(qin) ”，而黃光是“兒(er) 子”，它們(men) 母子倆(lia) 組團構成了“白光”這個(ge) 單親(qin) 家庭。

正因為(wei) 這個(ge) 原理，所以很多廠家為(wei) 了提高白光LED的亮度，直接提高藍光的強度，這樣黃光也會(hui) 相應增加，最後形成的白光的亮度也就增加了，但這將造成我們(men) 將在後文中要闡釋的“藍光過量”問題。

對LED燈光譜的實際測量

下圖是不同型號的白光LED的光譜實測曲線，我們(men) 可以看到400nm到500nm之間的“藍光”有一個(ge) 很強的峰。

這說明看上去發白光的LED，但實際上它的光譜裏確實含有很強的藍光成分。

藍光對視網膜的影響

那麽(me) ，既然藍光是白光LED的“母親(qin) ”，那麽(me) 眼睛對藍光的感受又是什麽(me) 樣的呢？

人的眼睛中用來接收光的組織叫做視網膜，如果光源中的400–500 nm藍光波段亮度過高，眼睛長時間直視光源後可能引起視網膜的光化學損傷(shang) 。這種損傷(shang) 主要分為(wei) 兩(liang) 類：藍光直接與(yu) 視覺感光細胞中的視覺色素反應所產(chan) 生的損傷(shang) ，以及藍光與(yu) 視網膜色素上皮細胞中的脂褐素反應所引發的損傷(shang) 。這些光化學反應都會(hui) 產(chan) 生大量具有細胞毒性的自由基，破壞視網膜細胞正常生長與(yu) 工作。

我們(men) 也可以換個(ge) 角度來考慮藍光的危害性。人的眼睛為(wei) 什麽(me) 不能接受藍光LED發出的“過量藍光”呢？因為(wei) 人類是在太陽係裏進化出來的，根據黑體(ti) 輻射的維恩位移定律，我們(men) 可以通過太陽表麵的溫度，計算出太陽光的中心波長在550納米左右，而藍光LED中心波長是465nm，偏離了太陽光的中心波長，所以從(cong) 進化論角度來說，我們(men) 人類的眼睛不能接受“過量”藍光。

生活中LED藍光過量的檢測標準

一般來說，正規廠家經過國家質檢上市的產(chan) 品，不會(hui) 存在藍光過量的隱患。 但有一些LED燈的生產(chan) 商並不注意控製藍光的強度，他們(men) 所生產(chan) 的LED燈具中藍光是“過量”的，對眼睛存在藍光輻射損害。

生活中，可以發出藍光的光源有很多——浴霸、平板顯示器、LED霓虹燈、熒光燈、液晶顯示器、ipads、大屏手機等都有背景光源，它們(men) 都含有短波藍光。如果藍光是“過量”的，都會(hui) 影響視網膜，所以應避免用眼睛直視光源，並且要注意使用時間，每隔20-30分鍾閉目休息一會(hui) 兒(er) 。

如果你擔心購買(mai) 的LED燈或者其他電器存在“藍光過量”的問題，可以根據《中華人民共和國國家標準GB/T 20145-2006 / CIE S 009/ E：2002 （燈和燈係統的光生物安全性）》來判斷LED燈的藍光是不是過量——該標準給出了藍光在特定的空間角度下的光通量的上限。（具體(ti) 標準的內(nei) 容蝌蚪君就不再這裏詳細列舉(ju) 了，有興(xing) 趣的讀者可以自己去查閱。）

可是，對於(yu) 市場上售賣的LED燈，如何判斷LED藍光過量是一個(ge) 複雜的問題。比如下圖這款LED燈，從(cong) 它公布的“電壓與(yu) 頻率”是無法推算藍光是否過量，因為(wei) 電壓與(yu) 頻率是電學指標，而藍光是一種光學指標。而它所宣稱的“光通量”是一個(ge) 光學指標，但僅(jin) 僅(jin) 是白光的總的光通量，而不是藍光的光通量，所以一般消費者是很難判斷這款燈是不是藍光過量的。

本著愛眼護眼的角度，建議大家在購買(mai) LED燈的時候選擇藍光強度低的燈具。有條件的人可以拿光譜儀(yi) 測一下LED燈發出的光的光譜——如果這款LED燈發出的藍光的強度比太陽光中的藍光強很多，那千萬(wan) 不要購買(mai) 。