成功將激光束集成到機(jī)械手系統(tǒng)的關(guān)鍵在于激光束傳遞本身的特性。一種傳統(tǒng)的方案是采用固態(tài)激光器同光纖耦合，然后使用機(jī)械手進(jìn)行導(dǎo)引，使其到達(dá)要求的工作位置。
該方案的缺點(diǎn)在于低彎曲半徑和光纖的內(nèi)反射會限制其柔性和可靠性，從而帶來機(jī)械損傷。
與之對比，CO2激光束通常有較高的光束質(zhì)量、小的聚焦區(qū)域，以及在激光焦點(diǎn)附近的近高斯密度分布。因此，切割寬度很小（通常僅為0.1~0.3mm）。此外，CO2激光的投資和運(yùn)行成本都低于固態(tài)激光器。由于CO2激光的工作波長為10.6m，因此不可能使用玻璃光纖來導(dǎo)引光束，卻可采用導(dǎo)光鏡片來完成。該方法已經(jīng)在二維應(yīng)用的三軸系統(tǒng)中得以成功使用，使用預(yù)先設(shè)置好的鏡片將激光束反射形成光路。
過去，早期的機(jī)械手CO2激光系統(tǒng)的設(shè)計思路如下：在外部機(jī)械手內(nèi)裝有用于傳遞激光束的鏡片，并使激光從激光器傳遞到激光頭。該機(jī)械手本身被一只機(jī)械手導(dǎo)引（第6軸），從而降低了整個系統(tǒng)的自由運(yùn)動。
另一項開發(fā)成果是設(shè)計出具有最大輸出功率達(dá)2千瓦的激光系統(tǒng)，該系統(tǒng)中激光器被安裝在機(jī)械手的軸向上，激光束通過特定的鏡片被傳向激光頭。在這一概念當(dāng)中，完整的激光源在整個運(yùn)行中被扛在機(jī)械手上，其載荷約為250~300kg。這明顯制約了運(yùn)動性、精度和系統(tǒng)的動態(tài)性能，以及對高速下完成更復(fù)雜加工路線時的精度帶來了負(fù)面影響。這同樣對激光器及其系統(tǒng)的壽命和維護(hù)要求造成負(fù)面效應(yīng)。
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