傳統的光學系統設計通常利用透鏡的折射特性，但是對于需要在廣泛的激光波長范圍內實現多光譜成像的應用，基于透鏡的系統就明顯無法勝任了。相比之下，反射光學系統不但能夠解決大功率多光譜傳輸，而且還能有效降低系統復雜度，節約本錢。
在激光聚焦和多光譜成像應用中，折射式鏡頭的面型設計面臨著兩大主要挑戰：挑戰之一是散射，事實上這也是每種介質的固有特性，波長決定了光束通過鏡頭的速度。散射導致不同波長的光線在聚焦時，焦點位置會有差異。復合鏡頭可以解決這個題目——通過選擇各種不同的材料做成鏡頭，由于每種材料都具有不同的光學特性，因此彼此之間可以互相平衡散射。
然而，這種方法只能工作在有限的波段，通常是工作在一些特殊波段，如可見光波段、近紅外波段以及短波紅外波段（SWIR）等。帶寬越寬，需要的元件就越多。這種折射方法除了需要花費更多的時間和本錢外，其光學透射范圍也會受到各種鏡片的化學性質和固有特性的限制。
因此，這便導致了折射系統的第二個缺點：吸收。在大功率激光聚焦系統中，即使是很小一部分的光能量被吸收，就可能導致鏡頭嚴重損壞。傳統的解決方案是選擇鏡頭材料以及鍍膜，以進步對應激光波優點的透射率。
不幸的是，當同時需要多譜成像和大功率激光器時，這兩種解決方案并不能互相補足。在折射系統中，由于波段變寬，鍍膜所能夠達到的高透射任性能大大降低。因此對于一個傳統的鏡頭系統來說，要么需要限制光譜范圍，要么限制激光功率，這兩者不能同時滿足。
多透鏡需求
突顯這種困境的潛伏本錢的一種應用是：在生產過程中檢測和修理平板顯示。用可見光掃描整個平板表面，以找有缺陷，一旦缺陷被識別出來，高功率激光束（通常由1064nm的Nd:YAG激光器輸出）就會對準缺陷部位進行融化。對于服務于該應用的單獨光學系統，其必須在紅外波段和可見光波段有著很高的透射率。而且，系統必須要將紅外光和可見光聚焦在相同點，這樣才能保證激光束能夠可靠地投射到缺陷處。
即便是能夠找到合適的材料在如此寬泛的波段都能提供優良的透射性能，如此復雜且要求苛刻的光學系統也會非常昂貴。因此，已經實施的解決方案就是使用兩組復合物鏡。第一組復合物鏡用于可見光掃描，通常結合氦氖激光器光斑通過系統透射用于準直目的。當氦氖激光光斑指向缺陷部位時，透鏡系統的電動控制臺就會移動到此處，然后用近紅外光來代替可見光路并進行激光往除。
由于需要多重鏡頭組、電動調整臺等，因此這種方案不但本錢高昂，而且維修用度也非常高。近紅外鏡頭與可見光鏡頭不能夠同時聚焦在相同的平面，因此系統的準直非常重要，以確保激光燒蝕正常工作。
假如采用反射光學系統，則只需要幾個光學元件就能滿足該應用需求，由于反射系統不受波長約束。反射系統不會產生散射；聚焦只與幾何面型有關系，因此不需要用多種元件進行校正。反射光路通過系統（取決于反射鏡的反射率）與波長有關，但是波長對其產生的影響并不大。金屬反射膜的光譜范圍有10μm、20μm等，不同的材料有著不同的反射率，從而答應反射鏡處理從紫外（150nm）到短波紅外（20μm）波段的光。假如需要極高的反射率以避免激光內部熱源的影響，則需要特殊的激光膜層，以進步激光波優點的反射率，同時在其余波段不會對系統的性能產生影響。
典型的反射系統只有幾個光學元件：一個主鏡用來聚焦，一個二級反射鏡將光路進行轉折到更有利的位置。二級反射鏡由一個“三腳架”固定，并用一個鏡筒來固定整個光學系統（見圖1）。由于這種反射系統簡化了光路，因此與折射系統相比，能夠大幅縮減本錢，而且可以使結構變得更加緊湊，更加牢固，這是由于通過反射鏡的反射，系統的光軸發生變化，從而減少了系統的長度。
圖1：僅采用兩個反射鏡就能夠進行廣域光譜成像，同時沒有色差
例如，在面板檢測以及維修時， 反射系統的優點能夠得到很好的體現：只需要一個鏡頭就能夠代替折射系統的兩個鏡頭，不需要安裝電動移位臺器件，體積得到進一步縮小，降低了本錢，并能夠進步產能，由于在使用時不再需要轉換物鏡。這種簡化版的光學設計同時意味著系統調整變得更加簡單，比折射系統的投資回報率高出了很多。
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