灯光诱鱼的捕鱼方式需要大量的集鱼灯作为照明光源,现有的集鱼灯大多采用金属卤化灯,由于其转化效率低、工作寿命短和响应慢等缺点,导致大量的燃料消耗,已经不适应绿色发展的要求。使用LED作为集鱼灯的发光光源能够降低燃料消耗,选择蓝光波段和绿光波段的复合光谱,并利用自由曲面透镜提高能量利用率。LED集鱼灯替代金属卤化灯已经成为必然发展趋势。首先,本文阐述了主要经济鱼类的趋光性特点和不同波长的光在海水中的传输效率,结合经济鱼类的趋光性和LED集鱼灯的实际使用海域,选择具有的特定波段的复合光谱的LED芯片作为LED集鱼灯的光源。然后,本文结合鱼类的趋光性特点,船体横摇时海面光照的稳定性下降影响LED集鱼灯的诱鱼效果,设计一种自由曲面透镜来满足LED集鱼灯的光照稳定性。结合LED芯片的发光特点和光照稳定性的配光要求,对LED光源进行二次配光设计,提高LED集鱼灯在船体横摇时的光照稳定性。其次,运用光学仿真软件对模型进行仿真,并对仿真结果进行分析。提出一种验证光照稳定性的方法,在仿真中记录目标面上的照度分布,对其进行数值分析计算其光照稳定性。此外,仿真并分析普通LED集鱼灯和金属卤化灯的光照稳定性,验证了自由曲面透镜能够显著提高了光照稳定性,并且性能优于金属卤化灯。选用PMMA作为透镜的材料并做成透镜实体,进行实验验证。最后,本文设计了LED集鱼灯的整体机械结构,满足大功率复合光谱的LED集鱼灯的实际使用环境,实现防腐、防水和光源散热等要求。对LED集鱼灯进行可靠性试验和海上试验,验证其可靠性能和诱鱼效果。