本发明涉及一种基于双自由曲面反射镜的激光分束系统，属于激光光束整形领域。包括第一反射镜和第二反射镜，两个反射镜均为自由曲面，可实现对光束照度和波前的同步控制，光源发出的光束经过该分束系统后在目标面上形成离散的光斑阵列。入射波前W由光源决定，该系统对出射波前W’的控制通过定义中继面和目标面的照度分布来实现，中继面上的照度分布形式为紧密排列的高斯光斑阵列。所述的分束系统这样构成，使得光源发出的光在经过该反射系统后被分束，最终在目标面上形成具有一定能量分布的光斑阵列。该反射分束系统对入射光波长变化不敏感，可有效减弱衍射效应对分束结果的影响，更适用于离轴分束的场景。