LED(Light Emitting Diodes)作为第四代绿色照明光源得到了越来越多的关注和研究，目前LED广泛应用于指示灯、室内照明、体育场馆、车灯等领域，大有快速取代传统照明光源之势。我们有必要对其光学性能做进一步的研究，具体内容如下:（1）利用光学追迹软件对LED裸芯片的三种（正装、倒装、垂直）结构的取光效率进行分析，通过改变裸芯片各层的半导体材料参数及芯片结构，观察它们对取光效率的影响。（2）详细的分析了大功率LED封装芯片的反光碗和封装材料对光强分布的影响，包括改变反光碗的形状、张角，改变封装材料的形状、折射率等，通过软件仿真得到最优化的封装结构。（3）利用自由曲面的划分网格法设计了两款透镜，分别实现成均匀圆斑和准直的功能。该透镜既可以作为二次光学元件封装在LED灯珠的外面，也可以做到小体积与LED芯片一体化封装。（4）介绍了LED及球泡灯的光、电、色、热性能的测试方法，并对大功率LED芯片做了快速热冲击条件下的可靠性实验，记录下相关参数的变化情况，分析其失效的原因。通过上述四个方面的研究，即：LED裸芯片取光效率、LED封装一次光学、二次光学设计和芯片光、电、色、热性能的测试，系统的分析了LED芯片及灯具的光学性能，对芯片和灯具的光学设计起到了指引作用。