激光表面处理过程对激光束空间强度的分布提出特定要求，而工业激光器直接输出的高斯光束无法满足这种要求，因此，需要对激光束进行空间强度分布变换。传统折反光学元件难以实现复杂波面变换，而计算全息法效率很低，二元光学元件可以实现光波波前的灵活变换，并且具有较高衍射效率。本文以满足激光表面处理过程对激光束空间强度分布的特定要求为目的，采用二元光学技术对激光束空间强度变换进行研究。主要内容和研究成果如下：　　 ⑴提出了比例强度分布的准达曼光栅(QDG)。以激光表面处理过程中对激光束空间强度分布的需求为背景，定义了一种比例强度分布的准达曼光栅(QDG)。为了描述这种光学元件的性能，定义了均匀度等相关的参数；设计中定义了评价函数，并制作了元件。QDG具有两个位相台阶，制作简单，成本低廉，有较高衍射效率(＞70％)；可以实现衍射级间成比例强度分布，突破了达曼光栅只可以输出等强度分布点阵的局限性；可以满足激光表面处理等激光制造过程中对成比例强度分布点阵光斑的需求。　　 ⑵研究了比例强度分布的准达曼光栅(QDG)在激光表面处理中的应用。研究中制作了衍射级间强度比为1∶2∶3的QDG元件，并将该元件应用于激光表面处理过程，得到了较高硬化层形貌均匀度。　　 ⑶对激光热负荷实验中多台阶圆环光进行了探索性研究。针对发动机零部件的激光热负荷实验对激光束空间强度分布的要求，分别采用衍射法和折衍混合法探索了大直径(＞140mm)、特定能量比、三圆环强度分布的激光束空间强度分布的实验。利用这种二元光学元件可以实现对发动机活塞实际工况的模拟。