LED照明燈具的光學(xué)設(shè)計(jì)方面，與傳統(tǒng)燈具比較，定向性和點(diǎn)光源是LED最典型的特點(diǎn)也是燈具光學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處。通過LED的二元光學(xué)設(shè)計(jì)，LED燈具能達(dá)到更好的配光曲線。正如目前LED照明燈具發(fā)展應(yīng)用市場(chǎng)較大的室內(nèi)照明的光線需要十分的明亮，則可使用高透光率燈罩提高光提取效率?；蚴菍?dǎo)光板技術(shù)應(yīng)用到燈具中，從而將LED點(diǎn)光源更改為面光源，不但能提高燈具的配光均勻度，還可以防止眩光。也可以配合一些聚光透鏡或反射器使用來突出照亮的物體的聚光效果實(shí)現(xiàn)實(shí)理想的光學(xué)效果。
 LED燈具提高低色溫時(shí)的光效4000K以下的低色溫通常是室內(nèi)家居照明的之一選擇。暖白光令整個(gè)環(huán)境更加溫暖和放松;而冷白光則給人潔凈、明亮的感覺，較適用于辦公室和室外照明。LED燈具的延長(zhǎng)使用壽命、提高系統(tǒng)可靠性。在一般照明應(yīng)用中，LED的整體效率、使用壽命和可靠性必須通過系統(tǒng)優(yōu)化才能得以提升。LED光源：緊湊，有多種顏色和輸出功率可供選擇。電源轉(zhuǎn)換：將交流電、電池和其他電源轉(zhuǎn)換為安全的低電壓、恒流電源?？刂坪万?qū)動(dòng)：使用電子電路實(shí)現(xiàn)LED的恒流驅(qū)動(dòng)和控制。熱管理：若要達(dá)到更長(zhǎng)的使用壽命，控制LED節(jié)點(diǎn)溫度顯得十分重要，散熱分析也不可或缺。光學(xué)元件：透鏡、反射器或?qū)Ч獍宀牧鲜菍⒐饩€聚焦在目標(biāo)區(qū)域必需的光學(xué)元件。

現(xiàn)生物醫(yī)學(xué)研究中為了更好地理解人體生命的作用過程和疾病的產(chǎn)生機(jī)理，需要觀察細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器、病毒、寄生蟲等在三維細(xì)胞空間的定位和分布．另一方面，后基因組時(shí)蛋白質(zhì)科學(xué)的研究也要求闡明：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、定位與功能的關(guān)系以及蛋白質(zhì) - 蛋白質(zhì)之間發(fā)生相互作用的時(shí)空順序；生物大分子，主要是結(jié)構(gòu)蛋白與 RNA 及其復(fù)合物，如何組成細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系；重要的活性因子如何調(diào)節(jié)細(xì)胞的主要生命活動(dòng)，如細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡與細(xì)胞信號(hào)傳遞等．反映這些體系性質(zhì)的特征尺度都在納米量級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了常規(guī)的光學(xué)顯微鏡(激光掃描共聚焦顯微鏡等)的分辨極限(xy 向分辨率：200 nm，z 向分辨率：500 nm)。