F-theta镜是激光扫描系统中的不可缺少的重要部件，被广泛用在标刻机、雕刻机、激光打印机、传真机、印刷机以及制作半导体集成电路的激光图形发生器和激光扫描精密设备中。但目前生产中使用的f-theta镜多为固定焦距系统，因此一机需配置多个不同焦距的f-theta镜，以满足不同尺寸的工件的加工标准。变焦距光学系统是光学领域里重要的研究方向之一。我们利用变焦距光学系统原理与f-theta系统原理设计成的变焦f-theta系统可以满足不同尺寸的工件的加工标准，解决了工业中的实际问题。本论文以变焦f-theta系统的设计为研究方向，主要的研究工作如下： 1.设计了工作于C02激光器发射波长(10.6μm)的变焦f-theta镜。系统由三片透镜组成，材料为GaAs。系统总长度为41.45mm。系统的有效焦距分别为f-theta镜的三个常用焦距：305mm、360mm、410mm，扫描范围分别为：210*210mm2、250*250mm2、280*280mm2，扫描角为±20°。对应于三个焦距，系统在零视场、0.7视场和全视场的光斑都在相应的爱里斑以内，系统的MTF曲线接近相应的衍射极限曲线。系统的最大场曲分别为：0.0403D、0.0463D、0.0363D(D为屈光度单位)，最大f-theta相对畸变分别为：0.085％、0.65％、1.7％，满足了现代激光打标机的要求。 2.设计了工作于Nd：YAG激光器发射波长(1064nm)的变焦f-theta镜。系统由四片透镜组成，第一片镜的材料为BK7，第二片镜的材料为SF18，第三和第四片镜的材料为SF11。系统总长度为122.96mm。其扫描角为±18°，系统的有效焦距分别为f-theta镜的两个常用焦距：350mm、400mm，相应的扫描范围分别为220*220mm2、250*250mm2。对应于这两个焦距，系统在零视场、0.7视场和全视场的光斑都在相应的爱里斑以内，系统的MTF曲线接近相应的衍射极限曲线。最大波像差小于四分之一波长，达到衍射极限。系统的最大场曲在350mm、400mm焦距时分别为0.0082D、0.0088D(D为屈光度单位)，最大f-theta相对畸变分别为0.003％、0.0028％，很好的满足了现代激光打标机的要求。