本发明公开了一种光学系统，包括波长转换材料和透镜组，第一激发光和第二激发光分别从波长转换材料的两侧照射到波长转换材料，波长转换材料在激发光的照射下产生被激发光，其中，通过透镜组将第二激发光引导而照射到波长转换材料，以及将波长转换材料产生的、向着本侧传播的被激发光引导而发射出，使得向着本侧传播的被激发光与第二激发光分离。本光学系统由从不同方向入射的多路激发光一同照射到波长转换材料，使波长转换材料产生被激发光，能够使波长转换材料产生更多光，从而提高输出光亮度。本发明还公开一种显示设备。