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伴随光纤耦合半导体激光器在光纤激光泵浦领域的应用日益深入，让高功率、高效率、高亮度的光纤耦合半导体激光器的研究成为热点。单管半导体激光器相对于半导体激光线阵(LDA)、半导体激光堆栈，具有光束质量好、无“smile”效应、整形光学系统简洁等优势，多只单管半导体激光光束的光纤耦合可实现小芯径大功率的激光输出。光纤耦合多单管半导体激光器系统自动化装配技术的研究对提高生产效率、降低生产成本、提升质量稳定性、突出企业竞争力等方面，具有一定的应用价值。 论文基于自动化装配需求，设计出16路光纤耦合976nm单管半导体激光器系统，模拟了系统装配误差与热应力，设计了系统自动化装配方案，完成了自动化装配系统样机测试。论文主要内容包括: 1)设计了16路光纤耦合976nm单管半导体激光器光学系统。通过对半导体激光光束模式的分析，针对光束整形过程关键技术进行了对比与筛选，设计了系统光学模型。该系统理论上能够获得174.33W的激光功率，最佳耦合效率94.2％，系统光纤纤芯/包层直径为105/125μm，数值孔径0.22。 2)模拟分析了系统装配误差与热应力误差。基于光学系统，设计了16路单管半导体激光器系统结构。利用ZEMAX软件对该16路光纤耦合半导体激光器装配误差进行了模拟，得出了在保证系统耦合效率前提下，系统允差范围。基于ANSYS Workbench平台，对系统额定工作状态下温度分布与热应力分布进行了模拟与分析。 3)装配工艺方案基于ficonTEC Service Gmbh的AA500型设备，设计了系统自动化装配流程。该流程可以完成多单管半导体激光器光纤耦合系统中光学元件的装配进程。 4)手动装配出了一台多单管半导体激光器光纤耦合系统样机，并对该样机进行了测试。该系统样机应用于自动化设备机器视觉学习过程，帮助自动化设备完成精确定位。经测试，该16路光纤耦合半导体激光器阈值电流为0.7A，可以获得102.5W的光纤耦合激光输出，系统耦合效率70.2％。