مسیر نوری خارجی یک دستگاه برش لیزری در درجه اول از یک سیستم مسیر نوری پرنده استفاده می کند. پرتو لیزر ساطع شده از ژنراتور لیزر از طریق آینه های 1، 2 و 3 به عدسی فوکوس روی سر برش می گذرد، جایی که برای تشکیل نقطه ای روی سطح ماده مورد پردازش متمرکز می شود. آینه 1 به بدنه دستگاه ثابت می شود. آینه 2 روی تیر متقاطع در محور x- همراه با تیر عبوری حرکت می کند. و آینه 3 در محور z-در محور y{10}}همراه با محور z{11}} حرکت میکند. همانطور که از نمودار مشاهده می شود، در طول فرآیند برش، با حرکت پرتو متقاطع در محور x-و محور z{14}}در محور y-، طول مسیر نوری دائماً تغییر می کند.
در حال حاضر، به دلیل هزینه های ساخت و سایر عوامل، پرتوهای لیزری که از ژنراتورهای لیزری غیرنظامی ساطع می شوند، دارای زاویه واگرایی خاصی بوده و «مخروطی» هستند. هنگامی که ارتفاع "مخروط" تغییر می کند (معادل تغییر در طول مسیر نوری دستگاه برش لیزری)، سطح مقطع پرتو بر روی سطح عدسی فوکوس نیز بر این اساس تغییر می کند. علاوه بر این، نور دارای خواص موج است، بنابراین، پراش اجتناب ناپذیر است. پراش باعث می شود که پرتو در طول انتشار به صورت جانبی پخش شود. این پدیده در تمام سیستم های نوری وجود دارد و حدود عملکرد نظری این سیستم ها را تعیین می کند. با توجه به شکل مخروطی یک پرتو گاوسی و پراش امواج نور، قطر پرتوی که بر روی سطح عدسی اثر میگذارد دائماً با تغییر طول مسیر نوری تغییر میکند. این باعث تغییر در اندازه و عمق کانونی می شود، اما تاثیر کمی بر موقعیت کانونی دارد. اگر اندازه کانونی و عمق در حین پردازش مداوم تغییر کند، به ناچار تأثیر قابل توجهی بر روند خواهد داشت. به عنوان مثال، ممکن است باعث ایجاد ناهماهنگی عرض، برش ناقص با همان قدرت برش یا حتی فرسایش مواد شود.
