近年来,随着工业的发展,工业生产中的各种零件表面结构越来越为复杂,因此对于激光熔覆技术的输出光斑要求也越来越高,匀化矩形光斑及可变光斑的应用需求越来越大。为提高激光熔覆技术的应用范围和加工质量,本文研究了均匀矩形光斑及可变均匀矩形光斑的激光熔覆系统,论文的主要内容有:(1)提出了一种通用的抛物带式矩形光斑积分镜,建立了分段抛物线匀化的模型,推导了可以满足超精密车削加工的分段抛物线方程,编写了抛物带式矩形光斑积分镜的计算程序,研究了通过抛物带式积分镜设计的均匀矩形光斑光学系统,设计了输出光斑14mm×3.3mm的积分镜,进行了相应的实验与仿真,得到的光斑大小均与理论一致,实验结果的匀化方向均匀性为90%,满足激光加工应用要求。(2)研究了透射式矩形匀化光斑光学系统,分析了其原理并设计了输出光斑4mm×20mm的单向均匀匀化系统与输出光斑15mm×20mm的双向均匀匀化系统,得到了与理论大小一致的仿真光斑,验证了该方法的可行性与正确性。(3)研究了透射式可变矩形匀化光斑光学系统,分析了其原理并设计了变斑范围为8~20mm与20~40mm的可变矩形光斑匀化系统。将仿真光斑与理论光斑对比,发现了其变斑规律一致,但仿真光斑宽度略小于理论光斑宽度,其原因主要为理论计算时忽略了透镜厚度及仿真光斑大小定义标准为1/e~2光斑。