飞秒激光技术在眼科领域得到广泛应用并不断发展,特别是飞秒激光成功辅助白内障手术,成为医疗领域的一项重大创新突破。飞秒激光白内障手术系统的核心技术是对飞秒激光光束的控制与处理。本文针对飞秒激光白内障手术系统的关键技术进行了研究,在激光束的聚焦与扫描控制两大关键技术上取得了一定的研究成果。聚焦即对飞秒激光器发射的激光束进行聚焦,使激光能量在小的斑点内聚集,实现“激光刀的锋利操作”;扫描控制即对激光束运动控制,控制激光按照规划的轨迹在三维空间内运动,实现激光的精确轨迹切割。本文首先对飞秒激光辅助白内障手术系统进行了设计,为后续飞秒激光白内障手术系统关键技术的研究奠定基础。对飞秒激光白内障手术系统做出了理论分析,并对系统进行了模块化的整体设计,设计了手术系统中光路控制系统。最后设计了一种眼球固定装置,该装置与眼睛的接触方式为球面接触,通过负压力对眼球进行吸附固定,并通过实验验证了所设计装置可以对近似眼球物体起到吸附固定作用。其次,基于上述分析得知,光路系统中核心部分是实现飞秒激光的聚焦以及空间扫描运动,在此功能之下方能实现对罹患白内障患者的眼球进行精确、高效地辅助手术操作。为此,本文设计了一种激光三维扫描平台,完成具体的方案设计、工作空间确定、选型和结构设计等工作,并完成扫描平台控制系统的软、硬件的设计,为实现光束的运动控制提供一个完善的软、硬件设备基础。再次,展开对非球面透镜设计方法的研究,实现激光束的小斑点、长焦距聚焦。对基于等光程原理和基于ZEMAX两种非球面透镜设计方法进行了研究,并给出了非球面透镜设计实例。最后选择基于ZEMAX设计方案完成非球面透镜的加工,并对透镜加工结果进行了相关检测和验证。最后,根据飞秒激光辅助白内障手术切口的需要,对手术切口轨迹进行了规划设计。提出了一种螺旋形的激光辅助碎核轨迹,通过改变不同的螺旋参数可以实现不同的切割效果,避免了手术中不同白内障硬核等级需要选择不同的碎核轨迹的麻烦。提出了一种“锯齿形”的自闭型眼角膜切口,其自闭合效果更好。对所提出的切口轨迹给出了其相关的参数表达式,建立数学模型,并通过MATLAB对轨迹参数方程的有效性进行了仿真验证。最后利用波长532nm激光对扫描平台进行了轨迹烧蚀实验,验证了本研究所设计的扫描平台的可行性。