相对于传统光源，LED具有无污染、功耗低、响应时间短与体积小等优点，在室内与隧道照明、信息显示等领域已经有广泛的应用，显示出巨大的发展潜能。目前，白光LED主要是通过蓝光芯片激发钇铝石榴石（YAG）黄光荧光粉组合成白光，存在荧光粉热稳定性差导致的严重光衰问题。将稀土离子掺杂到玻璃中的荧光玻璃具有热稳定性好、成本低与工艺简单等优点，成为白光LED荧光材料的一个研究方向。如果将荧光玻璃与LED激发芯片结合成LED器件，利用荧光玻璃同时具有荧光发射与配光作用，可取代传统白光LED荧光粉发光和环氧球帽封装的复合结构。正是由于荧光玻璃是同时具有荧光发射与配光作用的特殊光学材料，需要对其光学性能展开深入研究。本论文围绕荧光玻璃的外量子效率与光源激发下的光强分布这两方面的光学性能进行了研究，具体工作如下：①建立了LED激发光源与荧光玻璃结合的模型，分析了荧光玻璃的光学特性与光子在荧光玻璃中的传输过程；应用蒙特卡罗光线追击方法对光子传输的随机过程进行了模拟，获得了蒙特卡罗模拟荧光玻璃外量子效率与光强分布的计算方法，并用Matlab实现了编程。②根据荧光玻璃外量子效率的定义，应用蒙特卡罗方法对不同浓度Tb单掺荧光玻璃的外量子效率进行了模拟计算；并采用搭建的荧光玻璃外量子效率测试系统进行了测试，对蒙特卡罗模拟方法进行验证。进一步模拟分析了荧光玻璃的折射率、玻璃基质的吸收系数、内量子效率与掺杂稀土离子浓度对其外量子效率的影响。结果表明：玻璃基质对激发光吸收是制约荧光玻璃外量子效率的最重要的因素。对于高外量子效率荧光玻璃的制备，应尽量选择对激发光透过率高的玻璃基质；通过微调玻璃基质成分减小声子能量；最后通过调节稀土离子含量与改变荧光玻璃表面粗糙度、形状等方法进一步提高荧光玻璃外量子效率。③根据空间光强分布的计算方法，采用前述蒙特卡罗方法对紫光LED激发Eu3+单掺荧光玻璃进行了模拟计算与验证实验。进一步模拟分析了荧光玻璃尺寸与形状对激发光源空间光强分布的影响。结果表明：对于LED芯片激发荧光玻璃组合而成的发光器件，荧光玻璃的形状改变其空间光强分布曲线、尺寸改变其每个方向上的光强值。