为了满足不同材料、不同厚度板材加工的需求, 设计了一种光斑大小和焦点位置可变的激光切割光学系统, 该变斑变焦激光切割光学系统由复合准直镜组、变焦镜组、补偿镜组和聚焦镜组组成; 采用在普通光学聚焦系统的准直镜组与聚焦镜组中间放置可调倍率扩束系统, 再将准直镜组和可调倍率扩束系统合并成一个复合准直镜组的方案, 简化了系统设计; 建立了四镜组可变斑变焦光学系统的物理模型, 推导了各镜组之间的移动规律, 并利用MATLAB软件进行理论验证; 在现有切割光学系统的基础上, 设计一种变斑变焦激光切割光学系统

激光准直扩束系统可应用在激光测距，激光切割，空间光学激光干涉仪等各个领域。其主要作用是通过改善激光束的空间发散角，提高光束的准直性，使激光束达到对孔径的要求。基于无焦变倍原理运用Zemax软件模拟设计了一激光准直扩束系统，入射激光波长为1064 nm，发散角小于5 mrad，入射直径为1 mm，准直扩束系统的扩束比4~24倍连续可调，可实现压缩光束的发散角(出射光发散角可压缩至0.208 mrad)，扩大光斑尺寸，达到对激光准直和扩束的目的。不同倍率下波像差最大均方根(RMS)值为0.1769