激光的出现使得科技飞速发展,光束扫描系统等激光器的应用器件相继涌现出来。光束扫描系统在成本、探测距离、技术成熟度等方面表现良好而被广泛使用,Risley棱镜以平衡性和运转稳定性而被广泛的应用于光束扫描系统中。本文针对基于扩展Risley棱镜的光束扫描系统原理进行分析,对不同结构分别进行设计,并引入多收发结构和调控收发方向,得到了在不同扩展结构中收发装置坐标和棱镜与反射镜转速的最优组合。此外,针对扩展Risley棱镜的激光雷达系统,讨论了其在室内光通信中的应用。本文首先介绍了光束扫描系统的组成结构,对各部分结构进行优化设计。针对扫描系统,着重研究了 Risley棱镜的相关特性,比如单楔形棱镜和双楔形棱镜的扫描图案,发现旋转角速度和旋转方向不同时,得到的扫描图案是不同的。由于光束本身发散角的影响,光束出射至返回到系统中,光束能量急剧衰减,选择三片式光学系统对光斑进行优化,结果显示系统调制传递函数曲线接近衍射极限,光学系统性能良好。然后,将光束扫描系统应用到转镜式激光雷达系统中,由于Risley棱镜构成的特殊性,分析了四种不同组合情况下的扫描性能,可以实现相同覆盖范围（水平方向360°,竖直方向28°）、探测距离（110 m）和网格大小（2°×0.2°）的效果,并且所实现的效果与机械式16线等效。由于每种组合覆盖率和水平方向点云分布基本相同,采用方差对竖直方向上点云进行分析,得到在第三种组合转速比为33:28:21和1采用4个收发结构时,竖直方向点云分布均匀性最好。此外,对Risley棱镜进行扩展,使用单个楔形棱镜,当棱镜与反射镜转动角速度比为11:32和采用4个收发结构时,能够实现相同的效果。最后,本文将光束扫描系统应用于室内光通信,考虑到成本等方面的因素,将Risley棱镜沿同一个方向以相同的角速度旋转,当只有单个收发结构时,在扫描中心出现盲区,引入多收发结构后,固有缺陷被弥补,并且当分辨率为5cm×5cm时,覆盖率能达到上限。当多个系统共同工作时,可以提高分辨精度至3cm×3cm。