本发明提供一种基于光学仿真的照明系统设计方法及实验装置，属于半导体照明技术领域，主要是通过光学仿真软件来建立多个面光源组成的照明系统的光照分布模型，同时建立了光照系统均匀度的评价函数来获取照明系统的均匀度效果。本发明提出的设计方法简化了公式求解的复杂度，节省了时间，提高了照明设计的效率。此外，本发明根据现有的实验需求，确定了当照明系统光照分布均匀度达到最优时的多个参数值，根据参数值设计一套实现照明系统的实验装置。该实验装置很好地适用于生物实验领域，特别是涉及在箱体内进行实验的领域。