光调作用（photomodulation）也称生物刺激作用（biostimulation），是指利用发光半导体、激光或其他光源来调控细胞的活性，使用低能量、窄谱、有特定脉冲方式和脉宽的光进行治疗。不同于IPL、激光的光热作用原理，光调作用通过改变细胞膜的通透性，为线粒体提供能量，刺激成纤维细胞合成更多的胶原蛋白和弹性蛋白，或者通过调节细胞信号转导通路上调或下调某些基因的表达，来达到嫩肤疗效。由于光调作用不是以发热方式通过诱发热损伤修复机制来进行嫩肤治疗，故人们将这种非热效应、低能量的激光/光称之冷激光。

光调作用可大致分为两大方式：①冷激光（指非热效应，低能量的激光/光治疗），如发光二极管（light emitting diode，LED）、准分子激光等；②典型的剥脱性激光的非热效应区（光与组织之间的相互作用范围，包括光热作用与非热效应，非热效应区即光调作用区）。光调作用通过线粒体的色基（特别是细胞膜上的细胞色素C氧化酶和光感受器）吸收相应的光谱，激发线粒体的呼吸链反应，通过加强线粒体呼吸链酶的活性、加速电子传递效率、激活线粒体呼吸链的级联反应，最终导致三磷酸腺苷增多；光调作用导致的细胞氧化还原状态，激活多种细胞内信号转导通路，改变转录因子水平，从而影响细胞增殖、凋亡，以及组织的修复和再生能力。LED激活特定细胞水平或亚细胞水平某种信号的受体，通过受体样的机制调控基因活性的表达，使基因的活性及细胞旁路信号系统的表达上调或下调来完成其生物学作用。临床应用中，光调作用在抗皮肤老化、创口愈合和抗炎方面的疗效已得到验证。

LED是在半导体PN结为基础的多层结构或者是与其类似的结构中通以正向电流时，能够高效率发出可见光或其他波长光的器件，具有把电能直接转化成光能的特点。目前已有红外、红、黄、绿、蓝、紫等各种LED。LED发射窄谱低强度光，通过光调作用来调节细胞活性，而又不使其受热影响，从而发挥嫩肤、组织修复作用，是一种安全、有效的无痛性、非气化的治疗方法。Weiss等总结了两年多来使用LED的治疗经验（900位患者，3 500次治疗），超过90%的患者都或多或少的取得了一定的改善，包括皮肤质地改善、细皱纹减少等。此外，LED对激光或者IPL的治疗有一定的协同作用，经过LED治疗的患者，术后红斑以及其他的副作用明显减少而且恢复较快。有研究对10名急性日晒伤的患者接受了LED的治疗，结果在治疗侧，症状（包括烧灼感、红肿及脱屑）减轻的更为明显。随着半导体技术的发展，各种波长的LED被开发出来，且其光强度不断变强，为LED在皮肤科领域的推广奠定了基础。由于LED光源波长越长，波频越低，穿透性越强，因此不同光源产生的生物效应不同，如LED蓝光波长范围400～470nm，穿透距离为皮下1mm左右，穿透深度较浅，临床主要用于痤疮的治疗；LED黄光的波长范围570～590nm，穿透深度0.5～2mm，多应用于皮肤抗老化和激光术后的辅助治疗；LED红光的波长范围620～770nm，可穿透至皮下6mm，直达真皮网状层，主要用于皮肤抗老化治疗、创口愈合，近年来有报道用于糖皮质激素依赖性皮炎的治疗。

Goldberg等使用415nm蓝光、能量密度48J/cm ²、每次治疗时间20min和633nm红光、能量密度96J/cm ²、每次治疗时间20min，治疗中度到重度的炎症性痤疮患者，每周2次，共治疗4周；2周就可以观察到显著的改善，12周时81%的患者皮损得到改善；在治疗结束后16周，皮损的改善仍在继续，因为LED光调作用能够刺激皮肤的免疫调节通路。另有研究显示，蓝光+红光治疗的痤疮患者，部分患者还出现肤色提亮和肤质改善的效果。近红外光治疗后炎症性皮损减少更显著。

LED的光源具有细胞特异性，特别是对肥大细胞、巨噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞等可以通过无创、非热效应方式，提高细胞的功能，还可以促进局部的血液循环和淋巴循环，为局部组织进行良性的新陈代谢创造了条件，促进创伤愈合。Takezaki等发现，光调作用可以在正常皮肤中诱导皮肤归巢T细胞的数量，皮肤归巢T细胞在机体的免疫防御系统中起着重要作用，在机体的创伤愈合中起着积极的作用。

低能量激光治疗（LLLT）后，线粒体呼吸链中的蛋白质发色团细胞色素C氧化酶，吸收红光和红外线后NO从中解离，使得细胞色素C氧化酶活性增强，电子传递增加，最终三磷酸腺苷产量增加；三磷酸腺苷能够上调环磷酸腺苷和钙离子，促进细胞信号转导，使得毛囊从休眠的静止期转变为活跃的生长期；释放的NO能够扩张局部血管，增加血流，促进新陈代谢，在毛囊生长中起重要作用。

另有研究显示，顽固性斑块型银屑病患者使用近红外830nm联合红光630nm LED进行治疗，每次治疗20min，治疗间隔48h，共4～5周，发现LED光照后银屑病皮损明显好转，并且无明显不良反应。

另外一种冷激光的代表是准分子激光，是指受到电子束激发的惰性气体和卤素气体结合的混合气体形成的分子向其基态跃迁时发射所产生的激光。这种激光无热效应，是方向性强、波长纯度高、输出功率大的脉冲激光，波长范围为157～353nm，属于紫外光。皮肤科领域常用的是308nm准分子激光，是由氯化氙准分子激光器发射出的连续的脉冲气体激光，其波长在UVB范围内，是UVB中最具有生物活性的波长，可穿达真皮浅层。308nm准分子激光治疗皮肤病的作用机制目前多认为与UVB治疗皮肤病的机制相似：诱导T细胞的凋亡，影响凋亡相关分子表达；调节细胞因子分泌及炎症介质的释放等。目前多应用于皮肤科白癜风、银屑病、扁平苔藓等疾病的治疗。