准分子激光光斑形状不规则，且光斑能量分布不均匀。本文通过分析实测准分子激光的光能量分布特征，发明了一套适用于248nm准分子激光的微透镜整形均束装置，248nm准分子激光通过该光学系统整形均束后，可以在工作平面上得到一个约20×20mm的正方形光斑，光斑的能量均匀度误差（加工窗）在±2％以内，平顶因子为0.90，光能量损失率为45%左右。本文还发明了一套适用于193nm准分子激光的整形均束装置，193nm准分子激光通过该光学系统整形均束后，可以在工作平面上得到一个约15×15mm的正方形光斑，光斑的能量均匀度误差（加工窗）在±1.5％以内，平顶因子为0.95，光能量损失率为35%左右。除此之外，本文在已有基础上扩展设计出了一套适用于193nm准分子激光的微米级别微透镜整形均束装置。论文主要研究内容如下：首先，文中讨论了准分子激光光束能量分布的特点，提出通过使用Matlab分析实际拍摄到的准分子激光光能量分布彩色图像并提取相关信息进行计算，使用光学软件ZEMAX模拟出实际的准分子激光的光能量分布的方法，解决了准分子激光光能量空间分布较为复杂难以进行光学模拟的问题，为准分子激光的光学特性研究以及应用于准分子激光光学元件的研发提供了技术基础。该方法同样适用于其它复杂光源的模拟。其次，深入分析了微透镜阵列光整形均束器的研究背景和基本原理，利用光学软件ZEMAX的仿真模拟优化能力，在非序列模式下仿真并设计出适用于248nm准分子激光的微透镜阵列整形均束装置，通过实验测试验证设计方案，并对其整形和均束性能进行了综合评价。最后，采用相同的设计思路和方法成功设计出适用于193nm准分子激光的微透镜阵列整形均束装置，并且再此基础上进行扩展性研究与分析，设计出了微米级微透镜阵列整形均束装置。