卡塞格林扩束器由于其结构紧凑,扩束倍率大,无实焦点的优点被广泛应用在大功率、大口径激光发射系统中,但系统存在的中心遮拦现象,使得高斯光束在扩束过程中有40%左右的能量损失。本文基于高功率、大口径CO2激光发射系统的科研项目提出研制一种复合式卡塞格林新型扩束器,消除原有卡塞格林系统中心遮拦。依据卡塞格林扩束器的原理,结合伽利略折射式扩束器的特点,设计一种发射口径为550mm的复合式激光扩束器,即采用反射式扩束器和折射式扩束器结合的方式,在原有卡塞格林扩束器次镜中心开通孔,使原有卡塞格林扩束器使中心被遮拦激光透过,透过的细光束再经伽利略式透射扩束器,对其进行扩束,最终中心光束和圆环光束共轴发射。针对设计的新型复合扩束器开展激光透过率试验和远场光斑能量分布测定试验,试验结果表明,对于波长10.6μm激光,透过率大于95.21%,比传统卡塞格林扩束器提高22.13%。达到激光发射系统对激光高效率发射的要求。对激光发射系统远距离作用能力的提升具有重要意义。通过对新型扩束器的设计和试验验证,该扩束器在保持卡塞格林系统原有特点的情况下,消除中心遮拦,对目前和今后强激光发射系统的研究及其发展提供重要的参考和帮助。