激光代替LED？这项颠覆性技术或将改写农业照明

2025年5月，东京大学与Stanley Electric公司的研究团队在《Frontiers in Plant Science》发表了一项突破性研究，结果表明：激光二极管（Laser Diode，LD）在促进植物光合作用和生长方面显著优于传统的发光二极管（LED）。

研究发现，波长660nm的激光二极管使植物的净光合速率比峰值664nm的LED高出19.1%，气孔导度和水分利用效率也显著提升。这意味着植物能更高效地吸收二氧化碳，合成有机物。

浙江长芯光电科技有限公司研发的激光植物生长调控灯是一种利用半导体激光器作为光源的植物生长调控技术。

这项技术采用红光（660nm）和蓝光（450nm）半导体激光器对设施农业中的经济作物进行光能补充，通过改变红/蓝光的功率比调控温室大棚的光环境，实现不同生长时期和不同种类经济作物的精准补光。

该产品的技术特点是采用激光光束整形技术，将半导体激光器的椭圆光斑优化为矩形光斑，增加了激光灯的覆盖面积和补光均匀性，可有效提高光能的利用率。

激光植物生长调控灯在实际应用中展现出显著优势。相比于LED或压钠灯等主流植物补光技术，激光技术的光合光子通量密度仅需要LED的百分之一，即可达到相同的补光效果。

苏垦农发新洋分公司与吉林农业大学合作的激光植物生长调控灯试验示范项目已于2025年投入应用。19大队队长张中宁介绍：“这种灯为秧苗营造了高度契合的光照环境，就像按下了‘加速键’，不仅能大幅提升光合效率，还能加速养分吸收与积累”。

激光植物生长调控灯的节能表现同样出色。吉林农业大学教授杨明来表示：“同等光照强度下，激光灯能耗仅为传统设备的40%，使用寿命更长、维护成本更低”。

虽然激光技术展现出巨大潜力，但LED技术也在不断进步。晶科电子在2025年GreenTech展会上展示了其高性能LED技术，包括高功率3535深红光LED和高功率3535白光LED。

LED技术的优势在于其低热量、长寿命、低能耗，能有效促进作物增产增收并提前上市。而激光技术目前成本较高，且存在使用上的局限性。

不过，激光技术的精准度和能效优势明显。福建省自然科学基金支持的研究团队通过蓝光激光器与YAG:Ce3+荧光玻璃材料结合，实现了PLER（最高达683 plm/W）与CRI（>90）的协同提升。

随着全球人口预计2050年突破97亿，70%人口将居住在城市，传统农业面临耕地减少、气候极端化的挑战。室内园艺凭借不受地理限制、可控环境等优势，成为解决粮食问题的关键方向。

激光照明技术不仅在植物工厂和应用中表现优异，还在太空种植等极端环境展现出应用潜力。结合光纤分布式照明，LD可实现“分层精准补光”，满足不同植物在不同生长阶段的光谱需求。

激光农业技术正在走出实验室，照亮现代农业的未来。未来，激光照明可能会与LED形成互补，构建更高效的复合光谱系统。中科院等研究机构的研究成果，正在为现代农业照明开辟新的道路。