通常激光器發(fā)出的激光束的空間強(qiáng)度分布呈高斯分布，即高斯光束，而在很多激光技術(shù)的應(yīng)用中希望激光光強(qiáng)是均勻分布的，比如，激光打孔、刻槽，激光材料加工，光學(xué)信息處理、存儲(chǔ)和記錄，激光的醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用等領(lǐng)域，都對(duì)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(yīng)用中，高斯光束的強(qiáng)度過于集中在中心部分，易導(dǎo)致激光晶體和光學(xué)元件的損傷，而平頂光束把強(qiáng)度分散在整個(gè)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(shù)的應(yīng)用水平。
通過特殊設(shè)計(jì)的光學(xué)整形系統(tǒng)可以將高斯光束整形為光強(qiáng)均勻分布的平頂光束[1]。在光束整形系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)了各種各樣的整形方法，其中非球面鏡整形系統(tǒng)就是一種結(jié)構(gòu)相對(duì)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(tǒng)的設(shè)計(jì)中，非球面鏡的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，對(duì)于非球面鏡的設(shè)計(jì)、加工，會(huì)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(chǎn)出來的非球面鏡難以滿足實(shí)際光束整形的要求，另一方面，非球面鏡雖然結(jié)構(gòu)簡單、整形效率高，但是設(shè)計(jì)的一組非球面鏡只能針對(duì)一定腰斑半徑的高斯光束，整形后遠(yuǎn)場傳播效果并不理想，還必須與其它光學(xué)鏡頭結(jié)合使用，因此，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)出合理、應(yīng)用范圍廣泛的能針對(duì)一定孔徑范圍內(nèi)任意腰斑半徑的非球面光束整形系統(tǒng)具有重要的應(yīng)用價(jià)值與實(shí)際意義。