沈陽第一機床廠激光鉆孔能被劃分為三類：沖孔、機械沈陽第一機床廠穿孔和光學穿孔。沖孔采用脈沖激光束，其光斑直徑等于被加工孔的直徑。機械穿孔利用了微聚焦的激光束，光斑直徑比被加工孔小得多。微光斑隨后沿著環形或螺旋軌跡切割出所需的形狀。光斑移動的軌跡主要通過光學設備、激光聚焦鏡或工件的旋轉得以維持。另一方面，光學穿孔采用的是靜態環形光束，通過聚焦在工件上產生熱量、熔化及氣化環形圓周附近的材料以產生穿孔，減少了能量的浪費。
以上三種鉆孔技術中的任何一種都能通過采用輔助氣體去除熔化材料或加快金屬燃燒速度來提升鉆孔速度。光學穿孔中的關鍵步驟是將激光系統發出的高斯光束或多模式激光束轉換成環形光束。各種光束整形元件能幫助獲得環形光束，此類元件的設計主要依據幾何沈陽第一機床廠或光線傳播的衍射原理。激光束整形包括了激光光強的重新分布，包括激光束橫截面幾何形狀的修整。光強分布決定了光束具有不同形狀，如高斯、多模式、環形、矩形、橢圓或圓形。
光束整形元件和衍射
軸棱鏡元件能產生集中的非衍射光束，通常被稱為Bessel光束，即使光束在空間行進較長距離，其橫斷面的光強模式依然不會改變。此類光束的中央衍射模式是激光光斑具有非常小(以波長計)的直徑、無限的場深，應用于光學成像、激光測量、不發散光學系統的設計和等離子體波導的產生等。
產生環形光束的軸棱鏡光學系統，在設計中必須最小化衍射現象的產生，并且考慮到光學元件的偏差。光學相差的產生主要源于不精確的制造工藝所沈陽第一機床廠引起的有缺陷環形光束，聚焦鏡引起的衍射轉換了沿著光束擴散路徑的強度分布。根據有缺陷的環形光束中多個衍射環的存在，Arago點存在于焦點周圍某特定軸向距離的區域，而不是象理論所預測的那樣：Arago點只存在于焦平面。有缺陷的環形光束也成為另一種判斷是否存在設計問題或異常光學元件的標志，具體來說，一個環形光束帶有多個衍射環，出現在試驗中的焦平面之后。另一方面，理論上的完美環形光束出現，是因為入射于聚焦鏡上的環形光束是無缺陷的。
當衍射效應被最小化，光學穿孔能為許多方面帶來柔性，比如提高孔的質量，通過工件的傳導降低激光能耗，相對傳統的圓形光束激光來說增加了鉆孔的速度，因為激光能量可以通過環形光束以多種方式傳遞給工件。而且，光學穿孔比機械穿孔更為簡單，因其利用了光學元件生成環形光束，而沒有移動部件。
在沖孔和機械穿孔過程中，光束沈陽第一機床廠的光強分布通常是高斯分布或均勻分布。但對于光學穿孔來說，光強分布可以是高斯分布、半高斯分布、均勻分布，或在環形區域內的任何其他形狀。半高斯光束在環形半徑方向的最內和最外側有最大的強度，它們又被分別稱為內半高斯分布和外半高斯分布，能被用來實現更好的鉆孔效果，原因是相對全高斯分布光束在環形區域內都有最大強度來說，它們減少了材料中的熱效應。
光學穿孔的應用
對于均勻和三角脈沖來說，外半高斯光束相比內半高斯分布光束和全高斯分布光束能夠產生更大的熔深。外半高斯光束在環形的外圓周處產生最高溫度，使該處熱傳導朝向圓環的中心，以產生更大熔深。另一方面，內半高斯光束在環形的內圓周處得到最高溫度，因此，一部分能量被傳導向背離中心區域的外圓周方向。
全高斯環形光束生成更小的熔深，因為它在環形區域內部產生了最高溫度，從而熱量同時向環形區域的兩側傳導(內環和外環)。因此，對于全高斯光束來沈陽第一機床廠說，熱傳導更多發生于徑向而朝工件內部傳遞。
光學穿孔同樣使得修改孔的錐度成為可能。例如，通常被用于燃油噴嘴的內錐孔或外錐孔，能通過使用不同的光強分布很容易地加工出來。軸棱鏡中鏡片的圓錐表面能產生擁有不同光強分布的環形光束。此類分布同樣能被用來控制重鑄層厚度和熱影響區的大小。
光學穿孔提供了一種創新的方法，它能通過環形光束的圓周向工件傳輸能量，使得大范圍的鉆孔成為可能，免去了熔化和/或氣化孔內所有材料的必要。這一機制能被用于鉆大直徑孔或切割金屬寬槽，混凝土結構或墻壁。它同樣能被用來進行隧道挖掘，采礦以及石油開采的應用。
除了鉆孔之外，環形光束在一些沈陽第一機床廠其它應用如激光冷卻、捕獲中子、圓形切線以及生物醫藥域也引起人們的興趣。大焦深，即在一段很長的距離之內維持一定的激光光強的能力，對于包括鉆孔在內的所有應用都很重要。
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