戴维医疗黄疸治疗仪的核心作用机制基于光化学反应原理，具体为光异构化（photoisomerization）与光氧化（photooxidation）过程。新生儿高胆红素血症主要由未结合胆红素（unconjugated bilirubin, UCB）在血液中蓄积所致。UCB为脂溶性物质，难以通过肾脏排泄，且在高浓度下可透过血脑屏障，对中枢神经系统产生毒性。该治疗仪通过发射波长范围集中于460–490 nm的蓝绿光（峰值通常设定在470±10 nm），该波段恰好与UCB的最大吸收光谱相匹配。当光子被UCB分子吸收后，其分子结构发生构型改变，主要生成两种水溶性产物：构型异构体（lumirubin）和结构异构体（configurational isomers）。其中，lumirubin具有高度水溶性，可不经肝脏葡萄糖醛酸化即可直接经胆汁或尿液排出体外；而结构异构体虽仍需肝酶处理，但其极性增强，亦有利于后续代谢。

从物理光学角度，戴维医疗黄疸治疗仪采用高功率LED阵列作为光源，通过光学扩散板与反射腔设计，确保照射面光强分布均匀（通常要求中心区域照度变异系数≤15%）。LED光源的优势在于其窄带发射特性（半高宽约20–30 nm），可精准覆盖有效治疗波段，同时避免无效或有害波段（如<400 nm的紫外线可能损伤皮肤DNA，>500 nm的红外线则导致热负荷增加）。设备内部通常配备光强传感器与闭环反馈系统，实时监测并调节输出照度，维持治疗剂量稳定。此外，部分型号引入双面照射技术（上下光源同步工作），以提升光子穿透深度，尤其适用于体重较大或皮肤较厚的新生儿，从而缩短疗程时间。整个光疗过程不涉及电离辐射或药物介入，属于非侵入性物理疗法，其疗效与照射强度（μW/cm²/nm）、持续时间、暴露体表面积及患儿日龄、体重等因素密切相关。