鐳射加工領域中，常常需求出射的鐳射能量分佈為平整均勻的，亦即常說鐳射勻化，對光源進行平頂光整形。針對不同的鐳射，市面上主要流行與微透鏡陣列、DOE元件和非球面鏡等三種常見的。而這種有細分出多種不同的鏡片。其中微透鏡陣列為ROE型元件，具備適用波長廣，成本低的，勻化效果好的特點。常見的微透鏡陣列勻化光路有單片微透鏡陣列，即雙面微透鏡陣列或稱雙面複眼透鏡。另一種是兩片，平凸型的複眼透鏡的微透鏡勻化光路。本文針對後者除錯中的注意事項作了簡要介紹。

針對不同的鐳射勻化，目前比較常見的平頂光整形器件有：微透鏡陣列、工程散射片（diffuser）、勻化片、整形鏡等。而這些器件適用領域的核心區別因素是鐳射器的質量評定因子M。一般，鐳射器M≤1。3的，常用為勻化片和整形鏡兩種。而M≥5的鐳射，一般適用於微透鏡陣列、工程散射片（diffuser）。

工程散射片（diffuser）的本質是偽隨機的微透鏡陣列，結構為平凸結構，只需要單片就可以實現效果，光路長度理想。但是現有對於微透鏡陣列，其成本較高。用於鐳射勻化的微透鏡陣列主要有雙面和單面兩種，雙面的有點在於單片鏡片，雙面結構，多用於緊湊整合。但是其缺點在於可調節範圍小，特定性強，不便於調節。另一種單面的複眼透鏡方案更為常見，其微透鏡陣列勻化光路雖然會比單片雙面微透鏡陣列的方案稍微長，但是光路靈活，可變性高，易於調節。其常見微透鏡勻化光路，如下圖所示：

鐳射光源經過擴束準直後，平行入射。平行入射的鐳射束，打在第一面微透鏡陣列上，經過每個子單元的聚焦，重新形成陣列排布的焦點。可近似地將入射的光束，看成對應於透鏡陣列的光束簇陣列。重新聚焦後的多個小光束相互疊加，基於陣列排布的對稱性，也即出射小光束的對稱性，小光束的不均勻性相互抵消，最終在接收螢幕上形成均勻的目標光斑。最終光斑的計算公式如下：

D

FT

= p

LA

f

FL

/ f

LA2

除錯過程中，需要主要的事項主要有光源質量M、對準、光路放置、入射光準直問題。

光源的質量M只要大於5一般都適用於該平頂光整形光路。該鐳射勻化光路是將準直入射的光，重新細分成規則排布的細小光束，對稱展開實現鐳射能量在光斑區域的均勻分佈。其均勻性，根據實驗條件不同，可以達到70~80%。理論上，口徑P越小，其勻化效果越好。但小口徑，同時會帶來衍射的干擾的影響，導致終端的勻化效果反而不理想。一般我們建議適用口徑儘可能大於300μm。如果鐳射的光源的想幹性沒那麼強的，也可以適當小些。需要注意的是，勻化光斑的四方微弱的衍射屬於正常情況，可以同過提高精度和麵型光潔度改善，但是對應的成本過高，價效比不高。

相應地，如果相干性強的，則需要更大的口徑，大於500μm。

對準——主要是兩片微透鏡陣列之間子單元的對準，這也是一般推薦使用同型號的微透鏡陣列的原因——有利於對準。當然，不同型號接近的也可以。如果實驗中邊沿過渡帶比較明顯，不夠銳利可以透過旋轉微透鏡陣列的角度做調整，順時針90°旋轉。

光路放置問題——首先是微透鏡陣列的放置。從圖中可以明顯看到，兩片微透鏡陣列是凸面對外，平面相對的。兩者之間的距離即焦距的長度，可以稍微長一些。聚焦鏡的位置，沒有嚴格的要求，可以等光路放置好後調整其前後距離對平頂光整形光斑的大小和效果做微調。也可以微調兩個微透鏡陣列之間的距離微調。

入射光的準直——入射光的準直性越好，出射效果越佳。