时间对每个人都是公平的，挥霍着过是一天，珍惜着过也是一天，区别只在于挥霍着过什么也没能留下，珍惜着过却能在时间的缝隙里收获果实。经历着病痛折磨的芬森尤其懂得珍惜，他强撑起重病中的身体，将一个个日日夜夜都花在了对光线治疗作用的研究上。
在进行了一系列最初的研究后，芬森对光线有了更多的了解。若以波长为标准，可以粗略地将光线分成紫外线、可见光和红外线三部分，它们各自拥有不同的生物效应。紫外线的波长很短，穿透能力强，容易损害皮肤组织，当时被称为“化学性光线”。红外线的波长较长，能够产生明显的热效应，当时被称为“热光线”。
为了进一步找到阳光对人体作用的确切答案，让光疗法更多地造福于人类，他把研究重点放在了光线对疾病的治疗作用上，开始进行光疗临床试验。他阅读了大量文献，发现早在1877年英国科学家唐斯和布伦特就已经对阳光在医疗方面的作用做过研究。
当时这两位科学家一致认为，通过阳光照射确实可以治疗一些疾病，这是因为阳光中的紫外线或者其他成分对细菌有杀灭作用。但限于当时的研究条件，两位科学家最终都没能具体指出到底是阳光中的哪些成分发生了作用，也没能弄清楚光照究竟对哪些细菌有比较明显的杀灭作用。因此，虽然他们的研究有了一定的结果，也发表了一些论文，但这些浅尝辄止的研究并没有引起医学界太大的重视。
为了集中精力从事自己喜欢的光疗研究，芬森毅然辞去母校舒适、高薪的工作，将所有时间都用来研究光学疗法。在研究过程中，他大胆提出了自己的观点：光谱中不同性质光线的作用时间和强度不同，它们对机体的影响也不相同，只要更深入地研究下去，一定可以从中寻找到对人体有益的光学治疗方法。
研究中，芬森用聚集的阳光照射组织，仔细观察效果。他用简单的实验证明太阳光对组织有良好的刺激作用，但光线太强则可损伤组织。结合自己医学院学习时对天花的了解，他以惊人的科学直觉感悟到，阳光可能就是一种全新的治疗天花的手段。
通过一段时间的细致观察，他发现痊愈的天花患者只在裸露于外的手面部留下疤痕，而身体其他被衣服遮挡的部位虽然也出皮疹，却极少留下疤痕。很显然，手面部的疤痕一定与受到太阳的光照有关。
于是，芬森开始了一系列的滤光试验。他从不同波长的光线入手，从中寻找能够对疾病产生作用的光线。他首先分析了阳光照射对天花病人的作用，发现自然光谱中被称为化学性光线的高折射的蓝紫光和紫外线，能使天花患者发烧，皮肤起水泡，轻的病损处结痂脱落留下难看的麻点，重的还会丧命。
他研究低折射的红光和红外线后发现，这些属于热折射的光线其化学性影响极小，不但能加快天花痊愈，还能预防正常光照所引起的并发症，减轻天花的不良后果。为此，他专门制作了“红光灯”来治疗天花病人的皮肤损害，取得了令人满意的效果。
于是，他建议天花患者不要接受含有紫外线的太阳光照，而应住在只有红光的环境里。他推荐了一个“红房子疗法”，即将病室的窗子挂上红窗帘，让红外线进入，挡住紫外线。对于芬森的建议人们将信将疑，而几位丹麦医生通过实践发现，按照芬森的方法去做，一些天花患者真的没有留下瘢痕或疤痕很轻。
