束腰直径与远场发散角成反比，束腰直径越大，远场发散角越小。目前，扩束镜主要分为折射镜和反射镜，其原理相当于倒置望眼镜。主要功能是通过增加束腰直径来减少远场发散角，从而改善光路长度变化引起的焦点大小和焦点深度的不稳定性。目前，我国对束直的研究较少，其中大部分是针对折射的，反射式的研究较少。折射式扩展镜容易设计、加工和调整，但折射式扩展镜只适用于小功率激光的光束矫直，因为透镜容易温升过大。反射扩束镜一般用于激光切割机等大功率光束的准直。然而，通过分析很难确定反射扩展镜的镜面曲率半径，只能通过数值拟合获得。因此，很难设计、制造和调整。因此，激光切割机飞行光路系统的光路补偿效果很小。
2.变曲率半径镜片（VRM）
通过调整变量泵的输出流量来改变VRM镜片水槽中的水压可以改变聚焦透镜的曲率半径，然后改变聚焦方程中的参数f。变曲率半径镜头可以动态调整光束的特征参数，以保持焦点半径和焦点深度的稳定性。VRM系统结构复杂，成本高，需要闭环控制，国外一些技术先进的产品采取了这种光路补偿措施。但国内现有技术水平，难以达到预期的使用效果。
等光程系统由伺服电机直接驱动
与上述两种光路补偿措施相比，光程具有结构简单、成本低、调整方便等优点，可保证聚焦透镜上的光斑面积不变；同时，焦点半径和焦点深度可根据不同的切割工艺要求进行改变。目前，天津城市建设学院杨晓东等国内光程研究较少，提出了光路长度补偿系统的三种机构设计方案，并从机构的角度进行了分析和比较。该方法的提出对激光切割机飞行光路的设计具有一定的指导意义。采用机构实现光路补偿，会使设备结构尺寸过大，同时增加设备的复杂性，难以安装调整。随着伺服控制技术的日益成熟，伺服电机直接驱动等光程装置结构简单，调整方便，是一种经济实用的光路补偿方案。伺服电机直接驱动的等光程光路补偿方案主要包括激光发生器、固定在机身上的反射镜、伺服电机驱动运动装置上的补偿反射镜、横梁上的反射镜、z轴上的反射镜片。当切割头固定在z轴上时x，y向运动时，补偿反射镜作为S向运动来补偿光路长度的变化，从而保持激光切割机连续切割时的焦点半径和深度不变。当有不同的加工需要时，如切割不锈钢板和低碳钢板，需要不同的焦点尺寸、焦点深度、行走速度，可通过控制器改变光程装置的初始位置，然后改变透镜表面光束直径，最终改变焦点尺寸和焦点深度，以满足不同的加工需要。
