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半导体激光阵列由于高功率、高效率、体积小、寿命长等优点,广泛应用于通讯、医疗、泵浦固体激光器及军事等诸多领域,尤其在材料加工领域,近年来发展迅猛,具有替代传统固体激光器的趋势,但是,由于输出光束质量差,影响了它的直接应用,因此,改善大功率半导体激光器的光束质量成为世界各国关注的热点。本论文的主要工作对改善大功率半导体激光器光束质量以提高亮度进行研究。在总结国内外改善光束质量方法的基础上,通过平凹外腔及体全息外腔来改善半导体激光器的光束质量,为了进一步满足工业应用,并对半导体激光器二维阵列的光纤耦合进行研究。相干耦合主要通过外腔反馈使单元间的光场相互耦合,为了减小外腔反馈中的自耦合系数,实验中采用了平凹柱面镜作为外腔反射镜,将腔长设为半共焦腔,并进行理论分析,通过外腔实验,阵列的谱线宽度从2. 5nm压窄到了0.5nm ,大大改善了半导体激光器阵列的相干特性。同时,为了获得波长稳定的半导体激光器,用体全息光栅来改善半导体激光阵列的光谱特性,并对其进行了理论分析,实验中光谱线宽压窄到0. 22nm ,波长随温度的漂移减小到0 .01nm/C~0。在此基础上,还进一步将体全息光栅和平凹镜构成双外腔,并且在实验中获得了双波长,谱线宽度达到0. 2nm ,随温度变化,其波长间隔始终稳定在1.8nm。近年来随着半导体激光器光束质量的提高及光束整形的改进,光纤耦合输出的大功率半导体激光器在材料加工中发展迅猛,并应用于深熔焊接,因此本文又对大功率半导体激光二维阵列的光纤耦合进行研究。通过阶梯反射镜增加半导体激光器二维阵列的填充因子,有效的消除了热沉厚度引起的“暗区”,改善了面阵的光束质量。并在此基础上设计了直接对半导体激光器二维阵列的光纤耦合方案,从理论上分析了将光束耦合进800um芯径, N.A.为0.22光纤的可行性。