Загалом інтенсивність опромінення лазера є гаусовою, і в процесі використання лазера, як правило, використовується оптична система для відповідного перетворення променя.

На відміну від лінійної теорії геометричної оптики, теорія оптичного перетворення гауссового променя є нелінійною, що тісно пов'язано з параметрами самого лазерного променя та взаємним розташуванням оптичної системи.

Існує багато параметрів для опису гауссового лазерного променя, але співвідношення між радіусом плями та положенням талії променя часто використовується при вирішенні практичних задач. Тобто радіус талії падаючого променя (ω₁) і відстань системи оптичного перетворення (z₁) відомі, а потім перетворений радіус талії пучка (ω₂), положення пучка талії (z₂) і радіус плями (ω₃) у будь-якій позиції (z) отримують. Зосередьтеся на об’єктиві та виберіть переднє та заднє поясне положення об’єктива як базову площину 1 та опорну площину 2 відповідно, як показано на рис. 1.

                     Рис. 1 Перетворення Гаусса через тонку лінзу

Відповідно до параметра q теорія гауссового пучка, ст q₁ і q₂ на двох опорних площинах можна виразити як:

У наведеній вище формулі: The f_e1 і f_e2 – відповідно параметри конфокусу до та після перетворення гаусового променя. Після проходження гауссового променя через вільний простір z₁, тонка лінза з фокусною відстанню F і вільний простір z₂, відповідно до А Б В Г З теорії матриць передачі можна отримати наступне:

тим часом, q₁ і q₂ задовольняють такі відносини:

Об’єднавши наведені вище формули та зробивши дійсну та уявну частини на обох кінцях рівняння рівними відповідно, ми можемо отримати:

Рівняння (4) – (6) є співвідношенням перетворення між положенням талії та розміром плями гауссового променя після проходження через тонку лінзу.