随着脉冲激光微加工技术的日益进步，以及对加工精度的要求越来越高，对激光加工系统提出了更高的要求。不仅如此，为了实现某些特殊加工，灵活的焦点控制技术成为改善加工效果的重要研究课题之一。本文的目的在激光微加工系统中增加焦点控制系统，改善和扩展激光微加工系统加工效果和能力。本文设计了一套基于图像处理技术的焦点控制系统。系统主要包括：激光光源，照明光源，成像镜组，图像采集/控制系统，一维运动平台等几个部分。激光光源采用波长355nm的紫外纳秒脉冲激光器；照明光源采用650nm红光模块组；成像光路选用Navitar公司的内部同轴共焦变焦镜头与复消色差物镜的组合，顺利解决了激光焦面与成像焦面的共焦问题；成像及控制系统中以CMOS图像传感器OV7141作为成像器件，以DSP处理采集得到的图像并输出控制信号，控制一维运动平台的轴向动作进行准确对焦,对焦以后由DSP给出方向和位移信号使焦点和被加工表面保持可控的距离，即焦点控制。相关的实验表明，本系统可以初步完成焦点控制功能，并且具有一定的对焦精度。本论文主要完成的工作如下：1.利用成像光学与图像处理学原理，设计了适用于激光微加工的焦点控制系统；2.完成了以CMOS，CPLD，DSP为核心的图像采集及控制系统设计，制作并调试了硬件电路；3.完成了系统的软件设计及调试，包括上位机图像采集界面与运动控制部分；4.搭建了自动对焦实验系统，进行了相关实验，对焦点控制系统的调焦判据进行了研究，并对对焦精度进行了测试。