随着光电技术和生物科学的发展，人造光源越来越多地应用在园林景观照明中。城市园林灯光景观是城市的亮丽名片，有着非常冲击力的视觉艺术和文化表达。通过园林灯光语言的表达和诠释，不仅是对白天景观的扬弃、提炼和升华，也包含着传递自然景观与人文景观本身的美，更蕴含着灯光语言所演绎、诠释和强调的美。同时，通过园林灯光还能让市民欣赏到“宛若天开、人间胜景”的园林夜景，这对于陶冶市民热爱自然、热爱生活、热爱城市文化内涵和精神具有重要意义。

　　近年来，LED作为园林造景光源产品开发应用于城市园林景观照明工程，但相关的科研报道却不多。笔者从LED的基本原理入手，介绍其基本的原理和特性，并就LED在园林景观照明中的可持续的推广应用做了前瞻性的展望，旨在为业界更好地推广和使用LED提供参考。

　　1 LED基本知识

　　光源的发展史是人类文明的进步史，1879年爱迪生发明的白炽灯标志着电光源使用的开始，其发展先后经历了白炽灯（1879）、卤素灯（1959）、高压钠灯（1961）、金属卤化物灯（1962），1969年红色LED灯问世，随后LED作为一种新型的节能、环保的绿色光源产品为21世纪光源市场带来了无限希望。

　　LED（Light Emitting Diode，即半导体发光二极管）是一种特殊的通电可以发光的半导体即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。该光源开始仅用于各种电了产品显示屏的背光照明，随着材料和技术的开发研究，LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。

　　1.1 LED基本原理

　　LED是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。它的发光机理是，PN结的端电压构成一定势垒，当加正向偏置电压时势垒下降，P区和N区的多数载流子向对方扩散。由于电子迁移率比空穴迁移率大得多，因此会出现大量电子向P区扩散，构成对P区少数载流子的注入。这些电子与价带上的空穴复合，复合时得到的能量以光能的形式释放出去。这就是PN结发光的原理。

　　1.2 LED光源特点

　　相比于普通的光源而言，它具备了许多优越的特点：一是使用低压电源，供电电压为6 ～ 24V，根据产品不同而异，它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。二是能耗小，消耗能量较同光效的白炽灯减少80%。三是颜色可调，改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色、黄色，最后为绿色。四是适用性强，体积小且轻便，每个单元LED小片是3 ～ 5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境；五是稳定性好，使用寿命达10万h，光衰为初始的50%。六是响应时间短，白炽灯的响应时间为毫秒级。LED灯的响应时间为纳秒级。七是低碳环保，对环境污染小，产品无有害金属汞。

　　1.3 LED基本特性

　　1.3.1 LED电气特性

　　LED的亮度与通过LED的电流成正比，即LED在其电流极限参数范围内流过LED的电流越大，它的发光亮度越高。但绿光和蓝光及白光在大电流情况下会出现饱和现象，不仅发光效率大幅降低，而且使用寿命也会缩短。

　　1.3.2 LED光学特性

　　LED的光学特性主要从几个指标来考虑：一是发光强度，二是总光通量，三是光谱特性、色品坐标、主波长，四是发光强度的空间分布和总光通量，五是发光强度。LED提供的是半宽度很大的单色光，由于半导体的能隙随温度的上升而减小，因此它所发射的峰值波长随温度的上升而增长。LED发光亮度L与正向电流近似成比例。电流增大，发光亮度也近似增大。另外发光亮度也与环境温度有关，环境温度高时，复合效率下降，发光强度减小。