高斯光束沿z轴横截面的场强分布可以表示为：

    　式中c为常数因子，x，y为垂直于光束方向z轴的横截面内的坐标，ω(z)为z处的束腰半径。高斯光束经过透镜后传输的光束仍为高斯光束。光束的束腰半径随坐标z(光束传播方向)按双曲线规律变化。在像方，透镜焦点位置处光斑最小。在高斯激光束束腰处横截面内的强度分布可表示为：
 
    　式中Po为激光的总功率，ω(z)为按强度1/e2所定义的束腰半径，对于高斯光束场并不局限在束腰半径范围内，理论上它横向延伸到无穷远，只是大于束腰半径的区域内光强很弱。
    　当刀片切割激光光束时透过的光功率可以表示为:
 
    　ω(z)为按强度1/e2所定义的不同位置处的束腰半径，式(3)可以约化为:
 
    　可见l(x，z)是一个Guassian误差函数，其对x的导数为:
 
    　可见只要求得刀片切割激光光束时透过的光功率随刀片位置的变化，然后求其导数进行Gauss拟合就可以得出在相应位置处的束腰半径。