光学疗法的历史由来已久,由于自身治疗特点再结合中西医的治疗方式,可以治疗多种疾病。随着科学技术的发展,目前的光学治疗仪器已经不能满足人们的需要,在某些需要大辐照面积、宽光谱范围照射治疗的情况下,激光是不适合治疗的。如今半导体发光二极管的发光谱线范围、发光强度、光电转换效率、工作寿命等都有了很大的提高,LED在医学上得到了广泛的应用。但目前由于LED发散角大的原因,以LED为光源的光学治疗仪只能治疗体表的一些疾病,为了能将LED光引入到腔内进行治疗,本论文设计了两种不同类型的LED光纤耦合系统,并做了相关的理论和实验研究。全文主要内容概括如下:(1)简要概述了医疗LED光源的特性,以及根据本课题实际要求确定了LED驱动电路的设计和设计电路中应该注意的问题。提出了光纤耦合式LED治疗仪四种临床医疗应用。(2)设计了基于单根光纤LED光学耦合系统结构,对LED光源和耦合光纤做了详细的分析和选择,并通过光学设计软件仿真得到该系统的理论耦合效率可以达到11.096%。(3)为了提高LED的耦合效率,设计了基于光纤束LED光学耦合系统,从LED阵列的外形结构设计,耦合光纤束的结构做出了详细的分析和判断,并通过实验测出了光纤束尾端的输出光功率,LED阵列的耦合效率最高可达到34.2%。