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通常激光器發出的激光束的空間強度分布呈高斯分布，即高斯光束，而在很多激光技術的應用中希望激光光強是均勻分布的，比如，激光打孔、刻槽，激光材料加工，光學信息處理、存儲和記錄，激光的醫學臨床應用等領域，都對光束的均勻性有較高的要求；在高功率固體激光器和放大器的應用中，高斯光束的強度過于集中在中心部分，易導致激光晶體和光學元件的損傷，而平頂光束把強度分散在整個光斑尺寸中，可以大大提高高功率激光的損傷閾值。激光光束均勻性不僅影響激光器的整體性能，也極大地影響激光技術的應用水平。
通過特殊設計的光學整形系統可以將高斯光束整形為光強均勻分布的平頂光束[1]。在光束整形系統的研究與設計中，出現了各種各樣的整形方法，其中非球面鏡整形系統就是一種結構相對簡單、光能量損失較小的整形方法，它采用兩片非球面鏡即可將高斯光束整形為平頂光束。
在非球面鏡整形系統的設計中，非球面鏡的設計是關鍵，對于非球面鏡的設計、加工，會面臨各種各樣的問題，一方面非球面鏡難以加工，加工成本高，生產出來的非球面鏡難以滿足實際光束整形的要求，另一方面，非球面鏡雖然結構簡單、整形效率高，但是設計的一組非球面鏡只能針對一定腰斑半徑的高斯光束，整形后遠場傳播效果并不理想，還必須與其它光學鏡頭結合使用，因此，設計與生產出合理、應用范圍廣泛的能針對一定孔徑范圍內任意腰斑半徑的非球面光束整形系統具有重要的應用價值與實際意義。
如下圖1、圖2所示，是非球面鏡的兩種整形方案，第一種（圖1）為開普勒型整形技術，第二種（圖2）為伽利略型整形技術。
圖1 開普勒型非球面鏡組
圖2 伽利略型非球面鏡組
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