随着LED技术的日益成熟，LED照明正在逐渐取代传统光源而成为新一代的绿色光源。同传统光源相比，LED具有无污染、高光效、寿命长等优点。目前LED光源广泛应用于各种室内和室外照明，包括背光源、道路照明、汽车照明灯等。由于LED光源通常属于朗伯型光源，直接应用于照明会存在亮度过高和失能性眩光等问题，因此对LED光源进行二次光学设计成为一种必然，这正是非成像光学的重要应用之一。　　配焦椭流线法是一种针对点光源进行二次配光自由曲面设计的方法，由非成像光学中的边光原理、光学扩展量理论、流线理论与椭圆的相关几何特性相结合形成的。本文通过配焦椭流线法针对 LED点光源进行矩形的二次配光设计，并通过对目标面离散点的重新调整，提高LED光源在目标面上的均匀度。　　采用一组椭球面片构建 LED光源二次配光的自由曲面属于非成像光学几何法的范畴，即根据能量守恒将光源能量和预定照明目标离散化，并基于光学特性和椭球的几何性质，通过构建与目标面离散点一一对应的椭球反射面片，并调整椭球面片的位置关系，取这组椭球面片的包络面作为最终的自由曲面。这种方法具有几何意义明确、设计灵活、优化思路清晰等优点，针对点光源可以实现任意图形的配光，但这种方法构建的自由曲面存在曲面拼接不光滑的缺陷。本文提出一种新的能量划分方式，使得自由曲面在?方向实现光滑连续，将自由曲面二维度不光滑的问题压缩到?方向单维度光滑性问题上，简化了优化方法，并通过能量重新划分的方式，在保持自由曲面?向连续的同时，减小在?向的不光滑度。　　本文首先阐述了LED照明的发展历程、技术现状、发光特性和应用前景，其次介绍了现代LED照明设计理念和照明相关概念，而后就非成像光学在LED照明设计中的应用以及现有的几种自由曲面设计方法进行概述。本文分别就配焦椭流线法以及配焦椭球面的优化设计提出自己的工作成果。论文最后对本课题的研究内容进行了总结，对研究中遇到的问题提出改进意见及下步的工作。