基于ZEMAX多模高斯拟合，提出了一种基于Zemax 的多模高斯光束拟和方法，与理论的多模高斯光束进行了比较，并仿真分析了其传输情况。结果 表明，该方法拟和的多模高斯光束在远场情况下与理论符合较好，可以用于多种情况下光束传输仿真中的光束建模。

在将高斯光束整形为平顶光束的整形系统中，由两个非球面镜组成的系统是比较简单的结构形式，该系统由平凹镜和平凸镜组成。在实际生产加工中，非球面镜的非球面度直接反映加工的难度。在理论分析高斯光束整形为平顶光束的基础上，分析计算了几个特性参数对非球面截面曲线的影响，然后根据实际需要，在保证其紧凑性、尽可能地降低非球面度同时，按照ZEMAX对非球面镜输入参数的要求拟合得到尽可能优化的非球面镜系统结构。最后，对该非球面镜系统进行物理光学传播追踪，分析其光强分布。

从设计优化算法和拟合方法两方面，研究了提高二元光学元件(BOE)激光束整形性能的方法。利用盖师贝格萨克斯通(GS)算法和平滑修正法相结合的混合算法以及改进的平滑修正法，在保持顶部均匀性的前提下提高了能量转换效率，在极坐标下得到了高质量的均匀圆光束和空心环形光束输出。研究了元件半径、采样点数和初始半径与拟合精度之间的关系。在Zemax中得到了合理的BOE相位结构，输出光束满足设计要求。