מרחיב קרן אופטית (הידוע גם כקולימטור או קולימטור למעלה) הוא מערכת אופטית של שני אלמנטים, או יותר, המשנה את מאפייני הדיברגנציה ואת גודל הקרן. הם לוקחים קרן אור ומרחיבים את גודלה. הם משמשים גם להפחתת קוטר האלומה, מה שעשוי להיות שימושי בעת שימוש במאפננים אקוסטיים או אלקטרו-אופטיים. הם משמשים בדרך כלל במערכות עם נתיב אלומה ארוך כדי לשמור על הקרן בקולימפיאדה או כדי לשנות את גודל נקודת המיקוד עבור עדשה נתונה.
מרחיב קרן לייזר עובד בצורה כזו שקרן הקלט מורחבת לקוטר גדול יותר. המושגים נגזרים מעקרונות היסוד של עיצוב טלסקופי. כאשר קרן לייזר מאוזנת מוזנת לצד אחד של מרחיב הקרן, קרן קולימציה מופקת מהקצה הנגדי. מרחב האובייקט וקרני מרחב התמונה מתכנסים באינסוף. מאפיין זה מגדיר מרחיב קרן כמערכת אפוקלית.
ישנם שני סוגים של מרחיבי קרן אפוקאליים, הנקראים על שם התקדימים ההיסטוריים שלהם. מרחיב קרן גלילי מורכב מעדשה אחת מתפצלת ועדשה אחת מתכנסת. העדשות מופרדות על ידי סכום נקודות המוקד שלהן, אלא שלעדשה המתפצלת יש אורך מוקד שלילי. קלט קרן לתוך העדשה המתפצלת מתפשט לעדשה המתכנסת מבלי להגיע לנקודת מוקד ביניים. למרחיב קרן קפלרי יש שתי עדשות מתכנסות, מופרדות על ידי סכום אורכי המוקד שלהן. אלומת קלט מאוחדת מתכנסת לנקודת מוקד בין שתי העדשות ואז מתפצלת לעדשת הפלט.
מערכות לייזר הפכו לדבר שבשגרה ביישומים ברחבי תעשיות מטיפול רפואי ועד לעיבוד חומרים. הרחבת או הפחתת קרן היא דרישת יישום נפוצה ברוב המעבדות המשתמשות בלייזרים או במקורות אור ואופטיקה. מרחיב קרן לייזר הוא לעתים קרובות מרכיב מכריע בהצלחתן של מערכות בודדות. עבור מקורות בעלי הספק גבוה, תוספת של מרחיב קרן יכולה לספק הפחתה מבוקרת של צפיפות ההספק. הפחתת סטייה יכולה לסייע ביישור ולהקטין את גודל הנקודה במוקד הסופי בקורה. הפחתת סטייה לשליטה בקולימציה מועילה גם ליישומי לייזר תובעניים, במיוחד במערכות באורך נתיב ארוך. ייתכן שיהיה צורך במרחיבי קרן לייזר משתנים כדי לפצות על שינויים בגודל קרן הלייזר מיחידה ליחידה.
מרחיב קרן מרובת מנסרות הוא הגדלה קרן ייחודית המרחיבה קרן אור מבלי למקד אותה ועם אפשרות נוספת של אכרומטיות. מרחיב קרן מרובת מנסרות פורס בדרך כלל שתיים עד חמש מנסרות כדי להניב גורמי התפשטות קרן גדולים וחד מימדיים.