Убедившись в необыкновенном воздействии солнечных лучей на живые организмы, Финсен приступил к постановке опытов с людьми. Один из знакомых Финсена, Могензен, много лет страдал кожной болезнью, носящей название волчанки, или волчаночного туберкулеза кожи. Финсен знал, что болезнь вызывают туберкулезные бактерии. Волчанка редко кончается смертельным исходом, но поскольку обезображивает кожу на лице, весьма неприятна больным, как бы отторгая их из круга нормальных людей. Финсен решил сделать Моргензена объектом своих опытов. За помощью он обратился на медицинский факультет Копенгагенского университета, но его теория была там не понята. Финсен обратился к главному инженеру городской электростанции, Гансену, другу Моргензена. Финсену необходима была дуговая лампа, во много раз сильнее тех, которые освещали улицы Копенгагена. Дело в том, что Финсен хотел получить искусственное солнце, которое было бы сильнее настоящего. Финсен надеялся с помощью дуговой лампы вылечить Моргензена. Гансен с сомнением покачал головой, но не отказал. На рубеже 1895 и 1896 годов Моргензен ежедневно в течение двух часов неподвижно сидел на электростанции в Копенгагене, в голубых лучах, изготовленной специально для него дуговой лампы. Обеспокоенный Финсен ежедневно подвергал лицо Моргензена тщательному обследованию. Много раз и врач, и пациент приходили в отчаяние. И все же, наконец, после многих недель сомнений, они заметили, что ранки на лице стали заживать, кожа вокруг стала сползать, и после пяти месяцев ежедневного облучения, Моргензен полностью избавился от болезни, которая мучила его долгие годы. Это "чудесное" излечение вызвало в Копенгагене сенсацию.
Финсен торжествовал. Наконец, его труды получили признание ученых, а сделанное им открытие получило заслуженную известность. Нашлись и богатые филантропы, которые пожертвовали деньги на основание института светолечения, названного именем Финсена. В состав правления института вошли четыре светила Копенгагенской медицины. Работа спорилась. Быстро выросло здание, куда стали поступать многочисленные больные, что позволило Финсену продолжать опыты, и усовершенствовать изобретение. Он стал пропускать свет дуговой лампы через стеклянные линзы, и убедился, что концентрированные лучи действуют сильнее, чем рассеянные. Не прошло и года со времени открытия Института, как в нем появилась огромная дуговая лампа мощностью в восемьдесят ампер, светящиеся угли которой действительно напоминали миниатюрное солнце. Лучи этой лампы вызывали на коже пациентов загар в течение нескольких минут, а у Финсена и его помощников стали слезиться глаза. На следующий год Финсен убедился, что лучи, пропускаемые через кварцевые линзы, действуют сильнее, потому что кварц, в отличие от стекла, совершенно не задерживает ультрафиолетовых лучей. Чтобы убить бактерии, требовалось всего лишь три минуты облучения кварцевой лимпой, тогда как при стеклянных линзах на это уходило не меньше получаса. Но возникло новое осложнение: высокая температура лампы поражала кожу пациентов. Финсен и на этот раз нашел выход из полжения. Он продолжал опыты, непрерывно внося улучшения в аппаратуру. В конце концов, ему удалось создать искусственное солнце, лучи которого проходили через кристаллы кварца, охлаждаемые водой. Это был прообрез современной кварцевой лампы. Под лучами лампы Финсена исчезали мелкие туберкулезные пятна, иногда в течение одного сеанса длительностью в двадцать минут, не вызывая при этом ожогов лица. Неизлечимая до этого волчанка, исчезала после серии облучений, продолжившихся не более трех месяцев.