Den externa optiska banan hos en laserskärmaskin använder i första hand ett flygande optiskt bansystem. Laserstrålen som sänds ut från lasergeneratorn passerar genom speglarna 1, 2 och 3 till fokuseringslinsen på skärhuvudet, där den fokuseras för att bilda en fläck på ytan av materialet som ska bearbetas. Spegel 1 är fäst vid maskinkroppen; spegel 2 på tvärbalken rör sig i x--axeln tillsammans med tvärbalken; och spegel 3 på z-axeln rör sig på y-axeln tillsammans med z-axeln. Som framgår av diagrammet, under skärningsprocessen, ändras längden på den optiska banan konstant när tvärstrålen rör sig i x--axeln och z--axeldelen rör sig i y--axeln.
För närvarande, på grund av tillverkningskostnader och andra faktorer, har laserstrålarna som sänds ut av civila lasergeneratorer en viss divergensvinkel och är "koniska". När höjden på "konen" ändras (motsvarande en förändring av laserskärmaskinens optiska väglängd) ändras även strålens tvärsnittsarea på fokuseringslinsens yta i enlighet med detta. Dessutom har ljus vågegenskaper, därför är diffraktion oundviklig. Diffraktion gör att strålen sprids i sidled under fortplantningen. Detta fenomen finns i alla optiska system och bestämmer de teoretiska prestandagränserna för dessa system. På grund av den koniska formen av en gaussisk stråle och diffraktionen av ljusvågor, ändras diametern på strålen som verkar på linsens yta konstant när den optiska väglängden varierar. Detta orsakar förändringar i brännviddens storlek och djup, men har liten inverkan på brännpunktspositionen. Om brännvidden och djupet ändras under kontinuerlig bearbetning kommer det oundvikligen att ha en betydande inverkan på processen. Det kan till exempel orsaka inkonsekventa skärbredder, ofullständig skärning vid samma skärkraft eller till och med ablation av materialet.
