结合配焦椭流线法和梯度算子，提出了一种针对LED 扩展光源的自由反射曲面优化设计方法，其中配焦椭流线法负责生成自由反射曲面，梯度算子实现逐代优化。以线度为5 mm 的LED 扩展光源的轴对称均匀投光为例，完成了单个光滑连续自由反射面的设计和优化。光学仿真结果表明，优化前初级照度均匀度约为0.77，而优化后达到0.98，效果良好，并具有向非轴对称自由反射曲面设计拓展的可能性。