现在，我们来看看珊瑚水族LED灯具的构成。
只用两种LED（白色和蓝色）是不够的，因为这样的灯具会非常缺少400-450纳米范围的光波，远远少于海洋中，仅仅几米深度下实测的量。450纳米的波峰可以通过增加对应波峰的Royal Blue LED来轻易增加比例。除此以外，白光LED在深红波段，约650-660纳米范围，快速地衰减。根据图4所示的模型，这部分光谱对于浅水光合生物也是需要的，添加这部分光谱是有益的，它还能加强珊瑚缸内的红色。最终，我们应该得到一个什么样的光谱？答案是：某种非常接近目前市面最好的成品灯具的光谱。作为一个例子，图23是2011年ReefBuilders LED展上，Ecotechmarine Radion 的光谱[18]。
图 23 Ecotechmarine Radion的输出光谱
可以看到，480纳米范围的波谷被很好地补充了（该灯使用了Cree的蓝色LED）。此外，在660纳米范围，它还提供了一个小小的峰值。然而，那些能够提升许多海洋生物荧光效果的400-430纳米波段光，几乎没有。
这个波段在大多数珊瑚LED灯具上都是缺失的。直到最近，市面上还一直没有合适品质的420纳米范围的LED。仅有的一些可用的，价格都非常高，并且寿命和光效都很差。另一方面，这个波段需要的总辐射量相当大，要加入合适量的LED会大幅增加灯具的整体价格。结果，生产厂最多也仅仅安装了极小部分需求量的”光合”LED。2012年伊始，情况开始发生快速地变化，因为出现了高效而且比较廉价的420纳米LED[15]。使用这些新一代的光合波长的LED，就可能制造既可以满足珊瑚缸光谱需要，价格也可以承受的LED灯具。
很多爱好者试着使用廉价的，无品牌的中国制"光合”LED。但是，它们的效率低下，结果，芯片很快地因为过热而衰减。最坏的是，这种衰减很难用肉眼来估测，因为人眼对于420纳米范围波长极不敏感。此外，这种低品质LED的光谱分布会非常宽（从350纳米的紫外一致延伸到绿色波段）：这些长波会影响珊瑚荧光的可视性。另外，根据European Commission Joint Research Center 的一项研究[12]，较短波长的紫外光会导致水中悬浮颗粒发出影响观赏的磷光(图24)。
图24 紫外照明下，水中悬浮颗粒的磷光
这个图包含了不同尺寸颗粒的磷光曲线。我们最感兴趣的是60um左右的颗粒，这些在珊瑚缸内大量存在。当被短于370-380纳米波长光照时，磷光会非常严重。
以前的宽频谱的LED包含大量370纳米的辐射，他们会是水中的悬浮颗粒产生显著的磷光。因此，很多DIY LED灯具的爱好者建议尽少使用“光合”LED。
幸好，最新一代的LED的有效波长只有30纳米[15]。使用400-430纳米波段的LED，即使辐射功率很大，我们也一样可以避免悬浮物的磷光。
现在，我们来估算一下选定波长范围的光照量：400-440纳米，440-480纳米，480-520纳米，520-700纳米。每个范围对应了LED灯具的一个色彩通道，该通道可以使用一种或多种LED组合而成。
海洋表面的日照手云层，太阳位置和其他因素的影响。为便于估算，我们根据斐济3个月的统计数据[20]，假定月均日照为1789 J/cm2。假设每天日照12小时，换算得到413 W/m2。
根据图3，积分太阳辐射功率，我们可以得到不同深度下上述各个波段范围的可见光功率分布 (表2):
表 2 一天里，给定波段范围的光能(单位W/m2)
波段范围, nm
深度，米 (英尺).400-440 440-480 480-520 520-700总功率
0 (0) 55 64 62 232 413
5 (16.4) 54 63 60 163 340
10 (32.8) 53 61 57 94 266
15 (49.2） 52 60 55 26 193
虽然上表数据是根据自然界给定深度下实际光谱分布得到的，但400-500纳米范围光仍然是最需要的，因为它对珊瑚的颜色和荧光最有用，而海洋光合生物对于500-700纳米范围的长波的利用十分低效。同时，人眼对520-600纳米范围的光波十分敏感，因此对于这个范围，我们不需要很多的辐射能量：即使少量该波段的辐射，人眼就会觉得珊瑚缸被照得很亮了。另外，补充660纳米的LED对于浅水生物是有益的。与此同时，这个波长与400-420纳米波段一起，有利于紫色的正确显色。
我们之前已经表明，400-480纳米波段对于海洋光合生物是至关重要的。在它们的自然环境中，珊瑚在400-440纳米范围获得52-55W/m2 光照，在440-480纳米范围，获得60-64W/m2 光照。
如果灯具里只用了这些波长，使用经验公式W/m2 = 0.21*L [19]，我们可以得到的照明水平在528到567 μmol·photons/m2/s之间。如前所述，这个水平足以让光合珊瑚生长出色。
然而，我们并不建议一直使用那么大的照射功率，还有下列因素需要考虑：
· 除了上述波长范围，大多数爱好者为了提升视觉效果使用了其他波长范围的LED。这些LED一样增加了总的辐射光能。
· 超过400μmol·photons/m2/s的光照可能会过强。100 μmol·photons/m2/s以下光照，色素蛋白会停止形成; 即这个光照水平的1/4。
· 很多爱好者使用调光控制器来模拟一天里的日出日落效果，不同时刻的光照强度会有很大变化。光照时间段里的平均功率会小于最大峰值功率。
· 海洋光合生物对430纳米的光波利用率最高，这个波段范围激发它们的色彩也最强。
我们认为，400-440纳米范围波长合理的最大辐射强度大约是45W/m2 ，而440-480纳米范围是40W/m2。请注意：这里和前面，我们提到的都是辐射光能，而不是LED消耗的电能。要确定灯具需要的LED数量以及驱动电流，这些数值就需要转化成电能。这个就取决于所采用的LED的效率。在我们的下一篇文章中，会讨论如何计算这些数值，如何选择LED以及与制作灯具相关的其他问题。
如果珊瑚缸仅使用这些波长照明12小时，和赤道地区一样日出日落时间较短，我们就会得到一个约400μmol·photons/m2/s的辐射功率，这个光照足够使色素蛋白的行程最优化。由于灯具很可能还包含其他波长范围的LED，我们可以很有把握地认为这个数值是有一定的余量的。
还需要一提的是，虽然400μmol·photons/m2/s的光照强度对珊蝴色素蛋白形成是最优的，需要达到这个照明，需要非常清澈的水质。这个照度的1/4，就足以使珊蝴开始生成色素蛋白。我们建议一开始，先从最低限度的100μmol·photons/m2/s开始。几个月内，你可以慢慢地增加照度，但需要密切注意水质情况以及珊蝴的反应。如果系统稳定，各项参数都在最佳范围，那么光强可以慢慢地增加到400μmol·photons/m2/s。
如我们所见，那些标准参数比如CRI和CCT对于确定一个灯具是否适合珊蝴缸并没有太多用处。同时，我们需要再次指出，在400-480纳米波段范围充足的照明是至关重要的。如果这些条件满足了，灯具的其他参数可以根据个人的喜好来选择（只要确定总辐射强度不要超过前述的建议值）。我们必须承认，很不幸，市面上大多数成品灯具仅仅采用了450纳米以上的波段，而极其重要的400-440纳米范围常常缺失，或者不足。
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