自从激光问世以来，由于其具有良好的单色性与方向性，被广泛地应用于实际生产生活中。然而对于单模激光来说，其能量分布呈现一种非均匀的高斯型分布。故此在实际应用中，由于光束能量的非均匀性，将直接导致激光与物质相互作用，从而限制了激光在光刻、加工、焊接、目标模拟等方面的应用。因此将高斯光束整形为平顶光束具有重要意义。　　本文采用了非球面光束整形和反高斯镀膜光束整形两种方法对单模高斯光束进行整形研究，并分别实现了无损光束整形以及大口径高平行度远场平顶光的获取，主要研究内容可概括如下：　　首先深入研究了高斯光束整形技术理论，对单模高斯光束和几类平顶光束的特性参数及传播规律进行了深入的推导分析。然后选取特定的输入输出光束分布建立了与其对应的映射关系，并根据能量守恒定律对两片偶次非球面光束整形系统的面型参数进行了拟合计算，并通过光学设计软件对光束均匀性进行仿真计算来验证设计。　　然后根据ZEMAX光学设计软件中的ZPL宏指令编程优化设计了一套两片偶次非球面光束整形系统，并对其均匀性进行仿真计算来验证所设计系统的正确性。接着设计了一套4~6倍连续变倍的扩束系统，该系统可以将任意口径的入射光束扩束为指定输出口径来配合整形系统的使用，计算并绘制出其变焦曲线。为了解决由于出射光束的发散造成的均匀性下降的问题，设计了一套定倍准直扩束系统，从而有效地增加了均匀性作用距离。并为三套系统设计了相应的机械结构以便于实际加工装调。　　最后为了获得大口径高平行的远场均匀光束，在特定光源以及特定的输出口径的条件下设计了一套反高斯光束整形系统，并在实验室环境下对所设计结果的均匀性进行了实际测试，从而验证了设计结果的正确性。并对影响光束均匀性的原因进行了分析与总结。其中着重分析了光源稳定性、干涉衍射现象以及杂散光对于均匀性的影响，并由此对所设计的反高斯镀膜光束整形系统进行了优化改进。