光学聚焦系统
激光是方向性最好的光源，但是它仍然有一定的发散角；激光也是光强声和光功率密度最高的光源，但是仍然不能满足许多加工应用中对激光功率密度的要求。因此必须通过光学聚焦系统将激光束聚焦在很小的区域（几微米至几十微米）中，以提高其功率密度，满足激光加工的要求。
一般情况激光器的发散角为毫弧度量级，透镜焦距f为几十毫米，激光输出功率P为百瓦乃至数千瓦量级，所以经聚焦后，焦点处的激光功率密度可高达105~108W/c㎡.要想获得良好的聚焦光点和提高功率密度，应尽量采用短焦距透镜。
倒置望远系统
倒置望远系统也称为扩束器，待扩束的光束从望远系统的目镜人射。从物镜出射。虽然激光束的发散角很小，但仍然有几毫弧度，发散角的存在直接影响聚焦效果。扩束器的用途是压缩光束的发散角和增大光束的直径。以减小聚焦光斑尺寸，对于采用扫描振镜的系统，还可以降低振镜上的激光功率密度，防止振镜被打坏。若物镜和目镜的焦距分别为了f′和f,扩束器将输入的光斑直径为R的平行光变为输出的光斑直径为R′的平行光。
这说明发散角的压缩倍率和光束扩束倍率相同。在激光打标、小孔加工、微细加工等装置中，必须采用扩束装置，以压缩激光束的发散角，减小聚焦光斑直径，提高激光功率密度。在扩束系统中，为了减少透镜对光能的吸收，可以采用镀金的金属反射镜。例如。使激光先后经过一个凸面和一个凹面镀金反射镜进行扩束，可减少吸收损耗，提高传输效率。
望远系统有两种：伽利略望远系统和开普勒望远系统。伽利略望远系统由正光焦度物镜和负光焦度目镜组成，光束先经负目镜发散，再经正物镜准直为平行光，负目镜又对正物镜的像差进行补偿，物镜和目镜有共同的虚焦点，整个系统尺寸小，尤其是避免了正透镜在光路中会聚激光所带来的不利影响。
激光系统中大多采用伽利略望远系统。开普勒望远系统由两个正光焦度物镜和目镜组成，物镜和目镜有共同的实焦点。由于镜筒长，尺寸大，加之正透镜在光路中会聚激光，功率密度极高，将会破坏镜头，激光系统中一般不采用。
