作为激光技术的一门新型应用，激光扫描技术实现了光、机、电技术相结合，在工业领域的应用越来越广泛，如激光打印机、条形码扫描、图形传真、报警扫描、激光雕刻及激光打标等。f-theta镜是激光扫描系统中的不可缺少的重要部件。伴随着激光扫描技术的发展，f-theta镜的设计也在走向成熟。但是目前的f-theta镜大部分都设计在单波长或单波段或单一扫描范围上，本论文把二元光学、谐衍射理论和变焦理论引入到传统的折射型f-theta镜中，以设计具有轻小型结构和兼容性f-theta镜为研究方向，主要研究工作如下： 1. 在两个折射型消色差f-theta镜基础上，引入二元面，设计了一个小扫描范围和一个大扫描范围的折/衍混合远心消色差f-theta镜，其扫描范围分别为70mm×70mm、654mm×654mm。和原系统相比较，折/衍混合f-theta镜的垂轴色差和单色像差得到了显著改善，并且系统的结构更加简单。 2. 设计了一个两片型折/衍混合f-theta镜，系统扫描角为±20°有效焦距为250mm，扫描范围为175mm×175mm，在9μm～11μm波长范围内消色差，可用于可调谐CO<,2>激光扫描系统中，也可用于在此波长范围内的任何一种扫描系统中。系统在各个波长上光学传递函数(MTF)都接近衍射极限，具有很好的扫描特性。 3. 谐衍射面型引入到半导体激光器及Nd：YAG激光器打标镜的设计中，使系统在0.80-1.50μm波段内很好的校正了各种单色像差和色差，在各个分立波长上系统的光学传递函数接近衍射极限。系统结构紧凑，片数少，兼容性好，具有良好的像差特性。 4. 把变焦理论应用于CO<,2>激光扫描f-theta镜的设计中，在双片式镜头的基础上增加一片透镜，只通过中间一片透镜的移动，使f-theta镜能在三个常用焦距360mm、420mm和560mm上消除各种像差，保持工作距离不变。并且所设计的f-theta镜头可以实现在有效焦距为360ram～560mm范围内的连续变焦，满足在此范围内的各种扫描要求。