Vanjski optički put stroja za lasersko rezanje prvenstveno koristi sustav letećeg optičkog puta. Laserska zraka emitirana iz laserskog generatora prolazi kroz zrcala 1, 2 i 3 do leće za fokusiranje na glavi za rezanje, gdje se fokusira u obliku točke na površini materijala koji se obrađuje. Ogledalo 1 pričvršćeno je na tijelo stroja; zrcalo 2 na poprečnoj gredi kreće se u x-osi zajedno s poprečnom gredom; a zrcalo 3 na z-osi pomiče se po y-osi zajedno s z-osi. Kao što se može vidjeti iz dijagrama, tijekom procesa rezanja, duljina optičkog puta stalno se mijenja kako se poprečna greda pomiče po x-osi, a dio z-osi pomiče po y-osi.
Trenutno, zbog troškova proizvodnje i drugih čimbenika, laserske zrake koje emitiraju civilni laserski generatori imaju određeni kut divergencije i "stožaste su". Kada se promijeni visina "konusa" (ekvivalentno promjeni optičke duljine puta stroja za lasersko rezanje), površina poprečnog-presjeka zrake na površini leće za fokusiranje također se mijenja u skladu s tim. Nadalje, svjetlost ima valna svojstva, stoga je difrakcija neizbježna. Difrakcija uzrokuje bočno širenje zrake tijekom širenja. Ovaj fenomen postoji u svim optičkim sustavima i određuje teoretska ograničenja performansi tih sustava. Zbog stožastog oblika Gaussovog snopa i difrakcije svjetlosnih valova, promjer snopa koji djeluje na površinu leće stalno se mijenja kako se mijenja duljina optičkog puta. To uzrokuje promjene u veličini i dubini žarišta, ali ima mali utjecaj na položaj žarišta. Ako se žarišna veličina i dubina mijenjaju tijekom kontinuirane obrade, to će neizbježno imati značajan utjecaj na proces. Na primjer, može uzrokovati nedosljedne širine zareza, nepotpuno rezanje pri istoj snazi rezanja ili čak ablaciju materijala.
