研发光学特性优异、可靠性高的封装技术是照明用发光二极管（LED）走向实用化的必经之路，而依靠经验开模对LED封装进行优化，成本是极其巨大的。因此，用数值方法设计性能优异的一次光学系统，对LED的封装意义重大，也是优化LED一次光学系统的唯一途径。

　　LED光学系统属于一种非成像光学系统，不同于传统的成像光学系统，它注重于能量的分配而不是信息的传递。LED光学系统可以分为三个部分：光源、光学系统和光能接收面。光源和发光器件的内部系光学结构构成所谓的一次光学系统。光能接收面作为一种评价界面存在于被研究的光学系统之外，对LED封装及绝大多数照明光学系统来说，光能接收面所评价的大多是光亮度及其分布情况。

　　本文将首先对LED发光芯片进行体光源的面发光特性简化建模，然后参照实际常用LED的封装结构形式，设定反射碗的形状描述函数，并改变反射碗、环氧树脂结构的相关形状、位置和材料参数，对所设计的结构进行非序列光线追迹，来模拟得到不同封装参数条件下的光能接收面的光亮度分布。最后，本文还将对模拟的结果做较为详细的对比分析，得到该一次光学系统的一组优化结果。