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半导体激光器以其光电转换效率高，体积小，重量轻，可靠性高，能直接调制等优点在医疗，信息，泵浦，工业加工，印刷排版等领域都有广泛的应用。随着MOCVD，MBE等材料生长手段的日益提高，半导体激光器的功率和寿命等特性也日益提升，同时也日渐分化为两种不同类型，一类是以高波长稳定性，调制特性好为代表的通讯用半导体激光器，另一类则是以高功率输出为目的的大功率半导体激光器。半导体激光器由于其特殊的光波导结构导致的其光束特性不佳，严重限制了这一类型器件的应用范围。半导体激光器光束整形技术正是针对这一问题而提出的，借助光学手段，对半导体激光器的输出光进行一系列的变换、重排以提高大功率型半导体激光器的光束特性，进一步拓宽其应用范围。
本论文针对半导体激光器的光束整形技术的一系列问题进行了讨论，取得的研究成果如下：
1.首先分析由于半导体激光器特有的外延层结构所导致其输出光束的特殊光束性质，分析了常用的激光光束质量评价标准，使用刀口法测量了光束质量。
2.分析光纤微柱透镜与半导体激光器输出光束产生准直作用的原理，实验测试了光纤微柱透镜的准直效果。
3.分析了自聚焦透镜的性质，首先利用ABCD传输矩阵的方法分析了半导体激光器的输出光经过自聚焦透镜后的情况，发现通过调节半导体激光器和自聚焦透镜之间的距离，可以有效的改变输出光在快轴方向的线宽，可有效实现快轴准直。接下来，选取不同参数的自聚焦透镜对半导体激光器进行快轴准直，比较了自聚焦透镜的截距，自聚焦透镜端面形状以及与半导体激光器之间距离等参数对快轴准直效果的影响。
4.比较了两种半导体激光器的准直方法，即利用光纤微柱透镜和自聚焦透镜分别对半导体激光器进行了准直实验，分析了两者的特点，比较两种方法的优缺点。
5.设计了两种不同的近红外高反介质膜系，一种是硅和三氧化二铝的膜系，一种是二氧化硅和氧化锆的膜系，进行优化模拟后，使用电子束镀膜机分别镀制了两种样品，进行了比较，发现二氧化硅和氧化锆膜系对于800nm左右波长具有很高反射率和较小吸收率，在770nm-850nm范围内反射率可达99.5％。
6.根据折射反射原理，在国内首次设计了一种新颖的光束整形模块，实现了四只半导体激光器在快轴方向的空间复合，整形镜组的效率达到了88％，系统效率为70.4％。该方案具有结构简单、体积小、效率高等优点。
7.进一步搭建了多模块光束整形系统，实现了八只半导体激光器的空间复合，输出功率4.91w，整形镜组的效率为82.3％，系统效率为67％，通过加镀增透模可以进一步提高系统的效率。