Действие оптической системы на когерентный пучок лучей лазера зависит от оптических свойств системы, а также от свойств самого пучка.

Лазерный пучок лучей не является ни гомоцентрическим, ни пучком параллельных лучей. В общем случае энергия излучения лазера с резонатором, образованным двумя сферическими или одним плоским и одним сферическим зеркалами, распространяется в пространстве по касательной к кривым, образующим каустику, и структура пучка определяется в основном геометрией резонатора, т. е. кривизной зеркал и расстоянием между ними.

Однако для большинства инженерных расчетов излучение ОКГ можно принять распространяющимся с некоторым постоянным углом расходимости и характеризовать его мощностью излучения, диаметром светового пучка на выходе ОКГ, угловой расходимостью и функцией распределения энергии лазера внутри телесного угла.
Чувствительность фотоэлектрического устройства связана как с энергетическими характеристиками оптической системы, так и ее геометрическими параметрами. Так, на выбор оптики фотоэлектрического устройства, используемого в качестве референтной опорной прямой излучения ОКГ, существенное влияние оказывает увеличение передающего телескопа.

Можно показать, что функция, записанная в виде выражения, при сохранении принимает наименьшее значение. Поэтому для каждого конкретного расстояния между передатчиками и приемниками с точки зрения максимальной концентрации энергии излучения ОКГ при работе в параллельных пучках и минимальных размерах входного зрачка приемной оптической системы, оптимальное увеличение передающего телескопа соответствует величине.

При выполнении геодезических измерений иногда наблюдаются значительные поступательные смещения оптических осей передающего и приемного устройств. Если приемное устройство имеет входной зрачок круглой формы (например, содержит диафрагму, собирающую линзу и т. д.), то легко установить энергетическую связь между параметрами передающего и приемного устройств для указанных случаев.