本发明提出一种光学发动机中的活塞顶端的透明活塞头及其使用方法，该活塞头的活塞头固连于活塞头套基座的上方，活塞头包括活塞头套和弧形石英玻璃，活塞头套内包有弧形石英玻璃，弧形石英玻璃的顶部呈凸型，活塞头套顶面为环形的凹坑，与弧形石英玻璃配合形成活塞顶面，活塞顶面与汽缸盖配合形成碗型或者ω型的燃烧室；弧形石英玻璃下方与活塞头套基座配合处装有垫片，垫片的厚度能够更换调节。解决了目前光学发动机难以实现对ω型或者碗型的较大异型的燃烧室进行模拟，用户自行改变压缩比相对困难的技术问题，本发明可以实现多变的活塞顶面，以满足用户研究燃烧室的不同形状对燃料燃烧影响；且活塞头可以灵活的调节发动机的压缩比。