本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种半导体晶圆激光解键合光学装置。所述半导体晶圆激光解键合装置包括：光学机构、光斑监测机构、加工平台及运动控制机构；光学机构包括激光器、平顶光斑产生模块、整形模块、成像模块，激光器发出初始高斯光束，初始高斯光束经平顶光斑产生模块可以产生中心能量分布均匀的初始平顶光，初始平顶光经过整形模块可以形成整形平顶光，整形平顶光光斑斑形状更利于半导体晶圆解键合过程中光斑拼接，整形平顶光经过成像系统改变光斑大小，调整解键合能量密度；根据本发明提供的激光解键合光学装置，可有效降低成本并提高解键合质量及灵活性。