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激光加工系統主要包括激光器，光路系統及加工機三個部份。
激光器
激光器是整個激光加工系統的中心，主要作用是制造出激光.激光器的種類很多，但其產生激光的原理基本相同。大多由激勵系統、激光物質和光學諧振腔三部分組成。激勵系統就是產生光能、電能或化學能的裝置。目前使用的激勵手段，主要有光照射、通電或化學反應等。激光物質是能夠產生激光的物質，如紅寶石、鈹玻璃、氖氣、二氧化碳、半導體、有機染料等。光學諧振控的作用，是用來加強輸出激光的亮度，調節和選定激光的波長和方向等。
光路系統
激光器輸出的激光束需經光路系統傳輸和處理，以滿足不同的加工要求.光路系統包括光束直線傳輸信道，光束的折射部分、聚焦或散射系統.直線傳輸信道主要是鏡的反射和光纖傳輸.現時采用光纖傳輸主要是紫外波至近紅外波范圍內的光波，這種傳輸方式既方便又安全。但大部分光路系統還是采用鏡的反射，這方法在傳輸高能量的激光時，必需遮蔽激光，否則會造成危險。
某些激光加工過程，(如切割，焊接，打孔，切削等)要求將激光束聚焦，以得到高的功率密度;而另一些激光加工過程(如熱處理，涂敷，合金制成等)則要求在一特定形狀的光班內有均勻的能量分布，以得到大而均勻的加工面.在小功率系統中多采用透鏡作聚焦或散射之用，但在高功率系統中，則多用金屬反射，折射系統，以免產生熱透鏡效應。有些激光加工過程采用光束移動的加工方法，要使激光束能受控地移動，光路系統中還要加入機械傳動部分。
加工機
加工機是承載加工件并使加工件與激光束作相對運動而進行加工的機器，加工精度在很大程度上取決于加工機的精度和激光束運動時可調節的精度。光束運動的調節和加工機的運動軌跡都是靠數控系統來控制的.加工機需有良好的數控系統和可靠的檢測、反饋系統，才可生產出精確的產品.加工機的形式很多，甚至可以配合其它技術，如配機械人技術，制造出激光加工機械人；或配合五軸機床，制造出五軸激光加工機.大大提高激光加工的可能性。
