激光尘埃粒子计数器是专门用来测量空气洁净度(颗粒大小和浓度),为食品、医疗、化妆品、微生物品等生产和加工环境提供洁净度依据。激光尘埃粒子计数器以粒子散射光信号的绝对强度来分辨粒径大小,因此保证相同粒径的颗粒产生相同的幅度的光散射信号是确保激光尘埃粒子计数器具有较好粒径分辨率本领的关键所在。本论文设计一个非球面的光束整形系统用作光散射颗粒计数传感器的光敏区,使其具有较好的光强分布均匀性,从而在设计上保证激光尘埃粒子计数器的粒径分辨本领。通过资料调研结合课题组的生产时践,给出了光散射颗粒计数传感器光敏区的设计要求长×高×宽为：lmm×1.5mm×1mm,均匀性在85%以上。在此基础上,确立了单片非球面透镜加柱面透镜的光束整形系统设计方案,并以球面赛得像差原理为基础求解非球面的赛得像差,运用PW法结合等光程原理确定较为优化的初始结构参数。在Zemax光学软件的序列模式中,建立半导体激光器的面光源模型、初始结构光路模型,以光敏区指标为基础的评价函数,并对光束整形系统进行了参数的优化设计,分析了光学系统的性能指标。在Zemax光学软件中的非序列模式下仿真实验结果表明：在均匀性达到85%要求的前提下,光敏区大小为7mm×1.3mm×0.8mm,符合设计要求。在此基础上,进行了光机零件的公差分配,运用Solidworks机械制图软件设计装配透镜零件,用CAXA绘制光学零件图、光学系统图和系统装配图,完成了光散射颗粒计数传感器光敏区的完整设计。