Nói chung, cường độ chiếu xạ của tia laze là Gaussian, trong quá trình sử dụng laze thường sử dụng hệ thống quang học để biến đổi chùm tia cho phù hợp.

Khác với lý thuyết tuyến tính của quang hình học, lý thuyết biến đổi quang học của chùm Gauss là phi tuyến, liên quan chặt chẽ đến các thông số của bản thân chùm tia laze và vị trí tương đối của hệ quang học.

Có nhiều tham số để mô tả chùm tia laze Gauss, nhưng mối quan hệ giữa bán kính điểm và vị trí eo chùm tia thường được sử dụng trong việc giải các bài toán thực tế. Đó là, bán kính eo của chùm tia tới (ω₁) và khoảng cách của hệ thống biến đổi quang học (z₁) được biết đến, và sau đó là bán kính eo chùm được biến đổi (ω₂), vị trí eo chùm (z₂) và bán kính tại chỗ (ω₃) ở bất kỳ vị trí nào (z) thu được. Lấy nét vào thấu kính và chọn vị trí eo trước và sau của thấu kính làm mặt phẳng chuẩn 1 và mặt phẳng chuẩn 2 tương ứng, như thể hiện trong Hình 1.

                     Hình 1 Sự biến đổi của Gauss qua thấu kính mỏng

Theo thông số q lý thuyết về chùm Gaussian, q₁ và q₂ trên hai mặt phẳng tham chiếu có thể được biểu thị như sau:

Trong công thức trên: f_e1 và f_e2 lần lượt là các tham số tiêu điểm trước và sau khi biến đổi chùm Gauss. Sau khi chùm tia Gauss đi qua vùng không gian trống z₁, ống kính mỏng có tiêu cự F và không gian trống z₂, theo A B C D lý thuyết ma trận truyền, có thể nhận được như sau:

Trong khi đó, q₁ và q₂ thỏa mãn các mối quan hệ sau:

Bằng cách kết hợp các công thức trên và làm cho phần thực và phần ảo ở hai đầu của phương trình tương ứng bằng nhau, chúng ta có thể nhận được:

Phương trình (4) - (6) là hệ thức biến đổi giữa vị trí eo và kích thước điểm của chùm tia Gauss sau khi đi qua thấu kính mỏng.