為了產(chǎn)生半徑可自由調(diào)控的聚焦環(huán)形激光且確保離焦后光束強度仍均勻，本文提出一種透射-反射式組合的環(huán)形光光學系統(tǒng)設(shè)計方法。對于透射式系統(tǒng)，基于等能量分割原理，建立入射光與出射光投射高度的映射函數(shù)，優(yōu)化透鏡的各項參數(shù)，將入射的高斯光先整形成平頂圓形光，實現(xiàn)光束強度均勻化。反射式系統(tǒng)通過調(diào)整焦面環(huán)形光直徑調(diào)控范圍、工作距離等參數(shù)，結(jié)合幾何光線追跡原理，計算圓錐反射鏡、拋物柱面鏡及動鏡的各項參數(shù)，將平頂圓形光再整形成環(huán)形光。實驗結(jié)果表明：當動鏡半頂角為16°時，所設(shè)計系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)聚焦環(huán)形光半徑在15~30 mm范圍的自由調(diào)控，尺寸誤差不超過0.05 mm，離焦后強度均勻度達到84%。該設(shè)計方法無需更換系統(tǒng)鏡片即可兼顧強度均勻性和尺寸自由度，可操作性好，產(chǎn)生的環(huán)形光加工精度和效率更高。
