激光作为一种工具,广泛应用到材料加工、医疗和显示等领域。不同应用场合对光斑形状与空间分布的需求随着不同,采用绿光退火的多晶硅薄膜晶体管、绝缘栅双极型晶体管背面退火工艺、激光抛光和激光清洗通常需要均匀的线光斑。典型的激光光束强度分布为高斯形状,这需要对光强为高斯分布的激光光束进行整形,整形系统主要有折射式和积分式。本文首先介绍了平顶光束的理论模型和研究了其在自由空间的传播特性,推导了平顶洛仑兹光束的M~2,研究了不同平顶光束M~2与形状因子之间的关系;通过匹配因子将各平顶光束之间联系在一起以实现平顶光束的等效变换。对单片折射式非球面整形系统的面型函数采用简便方法进行了详细地推导,对面型函数进行了深入地研究,指出了面型函数中奇点问题和表面边界问题;结合ZEMAX宏语言工具设计光束整形系统并对整形系统进行公差分析,研究了整形系统的在不同工作条件下的性能,对整形后光束进行简单处理得到均匀的线光斑。最后对基于光束分割重排的积分式光束整形进行仿真设计,运用柱面镜对光斑进行一维扩束,通过两组平行平板玻璃对光束进行分割重排,然后经柱面镜聚焦得到尺寸为1mm×0.06mm,均匀性为93%的平顶线光斑,并对仿真结果进行实验验证,对存在的问题提出了改进方案并进行初步的仿真设计。