Eksterna optička putanja mašine za lasersko sečenje prvenstveno koristi leteći sistem optičkih putanja. Laserski snop koji se emituje iz laserskog generatora prolazi kroz ogledala 1, 2 i 3 do sočiva za fokusiranje na reznoj glavi, gdje se fokusira da formira mrlju na površini materijala koji se obrađuje. Ogledalo 1 je pričvršćeno za tijelo mašine; ogledalo 2 na poprečnoj gredi se pomiče po x-osi zajedno sa poprečnom gredom; i ogledalo 3 na z-osi se pomiče po y-osi zajedno sa z-osom. Kao što se može vidjeti iz dijagrama, tokom procesa rezanja, dužina optičke putanje se konstantno mijenja kako se poprečna greda kreće po x-osi, a dio ose z-pomiče po y-osi.
Trenutno, zbog troškova proizvodnje i drugih faktora, laserski snopovi koje emituju civilni laserski generatori imaju određeni ugao divergencije i "konusni". Kada se visina "konusa" promijeni (ekvivalentno promjeni dužine optičke putanje laserske mašine za rezanje), u skladu s tim se mijenja i površina poprečnog -poprečnog presjeka zraka na površini sočiva za fokusiranje. Nadalje, svjetlost ima valna svojstva, stoga je difrakcija neizbježna. Difrakcija uzrokuje bočno širenje zraka tokom širenja. Ovaj fenomen postoji u svim optičkim sistemima i određuje teorijske granice performansi ovih sistema. Zbog konusnog oblika Gaussovog snopa i difrakcije svjetlosnih valova, promjer zraka koji djeluje na površinu sočiva se konstantno mijenja kako se dužina optičke putanje mijenja. Ovo uzrokuje promjene u veličini i dubini žarišta, ali ima mali utjecaj na žarišnu poziciju. Ako se fokalna veličina i dubina promene tokom kontinuirane obrade, to će neizbežno imati značajan uticaj na proces. Na primjer, može uzrokovati nedosljedne širine reza, nepotpuno sečenje pri istoj snazi rezanja ili čak ablaciju materijala.
