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伴随着国内经济的发展以及对外交流的不断加强，国内机场快速蓬勃发展，与此同时机场的耗能也同比大幅增加。对于机场而言，照明用电占据了很大的比重。因此，选用更高效更清洁的照明光源，是照明节能的首要考虑因素。目前市面已经存在的光源中，半导体发光二极管(LED)一枝独秀。LED凭借高效节能、寿命长、体积小等优点，广泛应用于诸多的照明领域。随着光效提升和价格稳步降低，凭借新型光源LED高显色指数等诸多优点引入到机场部分灯光已经逐步成为现实，可以保障飞机在能见度低的情况（夜间或者特殊天气）下进行顺利起降和滑行 本文首先介绍LED产业现状和应用领域，然后介绍LED基础知识、光学设计、非成像光学理论及照明光学系统步骤，接着引入机场助航灯光系统，做全面剖析。然后依据国际民航公约附件14和民用机场一般灯具要求，结合LED光源发光特性，设计一套完整的LED跑道中线灯的光学系统，其中主要的光学元件有全反射自由曲面(TIR)透镜、散射片和棱镜的一体化元件两部分组成。其中全反射自由曲面(TIR)透镜最大化的将LED发射出来的发散面光源优化准直，使得第一次透射光学近似平行，散射片使得光线在水平方向成一定角度均匀扩散，棱镜使得光线在垂直方发生固定角度偏折，达到隐匿光源目的。合理选取排布LED光源，并利用光学设计软件建立模拟模型，设计相关材料与光学参数，分析模拟结果，可知光学性能达到国际民用航空公约附件14和国家标准的要求，满足Ⅲ类跑道中线灯要求。