レーザー切断機の外部光路は主にフライング光路システムを採用しています。レーザー発生器から放射されたレーザー光は、ミラー 1、2、3 を通過してカッティングヘッドの集光レンズに到達し、そこで集光されて加工材料の表面にスポットが形成されます。ミラー 1 は機体に固定されています。クロスビーム上のミラー 2 は、クロスビームとともに x- 軸内を移動します。 z- 軸上のミラー 3 は、z- 軸とともに y- 軸内に移動します。図からわかるように、切断プロセス中、クロスビームが x- 軸内で移動し、z- 軸部分が y- 軸内で移動するため、光路の長さは常に変化します。
現在、民間のレーザー発生装置が発するレーザー光は、製造コストなどの理由から、一定の発散角を持った「円錐状」になっています。 「円錐」の高さが変化すると（レーザー切断機の光路長の変化に相当）、集束レンズ面上のビームの断面積もそれに応じて変化します。-また、光は波の性質を持っているため、回折は避けられません。回折により、ビームは伝播中に横方向に広がります。この現象はすべての光学システムに存在し、これらのシステムの理論的な性能限界を決定します。ガウス ビームの円錐形状と光波の回折により、レンズ表面に作用するビームの直径は、光路長の変化に応じて常に変化します。これにより焦点サイズと深度が変化しますが、焦点位置にはほとんど影響しません。連続処理中に焦点サイズと深さが変化すると、プロセスに大きな影響を与えることは避けられません。たとえば、一貫性のない切り溝幅、同じ切削能力での不完全な切削、さらには材料のアブレーションを引き起こす可能性があります。
