将LED作为光源已经成为了路灯发展的趋势。对于LED路灯来说,其配光和散热是需要解决的两大问题。配光决定着路灯的使用效果,要求将LED发出的光,通过二次光学设计,变为满足道路照明要求的均匀的矩形光斑;散热则影响着路灯的使用寿命,要求将LED发出的热量通过一定的结构,散发到空气中,减少LED光源产生的热量在灯具内的积累。LED路灯的配光,原则上可以采用各种方式,以达到道路照明所需的矩形均匀光斑的要求,例如在光源上加装透镜和将光源进行弧形排列等。但对光源加装透镜,是根本措施。所以,如何设计透镜,对LED路灯进行二次光学设计,是LED路灯必须解决的问题。本论文通过微分几何、斯涅耳定律和微分方程等理论,利用数值方法,设计自由曲面,对单颗LED进行二次光学设计,满足道路照明要求。同时,针对应用越来越多,但尚缺少对其配光进行研究的面光源LED,结合同步自由多曲面方法中的边缘光线理论,尝试对面光源LED进行了二次光学设计。LED路灯的散热通常采用肋片的散热方式。路灯的设计中,如何设计散热肋片的各种参数,是设计时必须面对的问题。同时,对散热肋片的效果进行模拟,也是十分重要的。本论文利用CAD技术和ANSYS软件,建立LED路灯典型结构和散热肋片并进行散热模拟。通过改变散热肋片不同参数,得出散热效果和各参数间的关系。论文最后给出了利用上述理论设计的路灯实例。