高功率半导体激光器具备高电光转换效率、高稳定性、尺寸小和性价比高等优点，促进了很多领域的快速发展，可以用作固体激光器和光纤激光器的泵浦源以及用于材料加工、医学治疗和国防武器等领域。但是半导体激光器较差的光束质量和低亮度限制了其作为直接光源的应用。如何在保证光束质量的同时提高半导体激光器的输出功率一直是半导体激光器急需解决的问题。光谱合束已经被证明了是获得高光束质量、高亮度半导体激光器的最有效简单的方式，其最大的优点在于实现光束功率叠加的同时保证光束质量不会产生退化。本文将对如何得到窄线宽的半导体激光阵列的外腔光谱合束光源展开以下研究:　　1.对半导体激光阵列的输出特性和外腔光谱合束进行了理论分析，针对光谱合束中存在的几个问题提出了相应的解决办法，并提出了增加半导体激光器输出功率的几种主要方式:　　(1)引入光束整形系统，将光谱合束的方向由原本的慢轴方向变为快轴方向，改善smile现象对光谱合束的影响，均衡快慢轴的光束质量。　　(2)可以通过更多的合束单元，更高的单元输出功率，以及更高的光谱合束效率等几种方式来提高半导体激光输出功率。　　2.经过分析得到，增加合束单元数量是提高半导体激光器输出功率最简单有效的途径。合束单元数量的增加会导致整体的光谱谱宽增加，而在有限的半导体激光器的增益带宽和有限的衍射光栅的高效率衍射范围内，合束光光谱过宽会导致合束功率下降。因此，压缩半导体激光阵列光谱合束后的光谱谱宽是提高输出功率的重要手段。所以提出用非平行双光栅结构代替单个光栅，将光谱谱宽压缩一半，可以实现在原本的光谱谱宽内增加一倍的合束单元，提高半导体激光阵列光谱合束功率。实验后得到光谱谱宽为7nm，输出功率为30.88W，光谱合束效率为71％，合束光的快轴和慢轴光束质量M2分别为1.2和6.6，验证了双光栅结构压缩谱宽的效果。　　3.在双光栅结构的基础上，提出利用单个光栅和反射元件实现两次衍射压缩谱宽的结构。该结构能够最大程度地利用光栅的色散能力，与单个光栅的光谱合束相比，在各元件参数一致时，光谱谱宽被压缩至一半，即可以在原本谱宽范围内增加一倍的合束单元数。最重要的是，在保证光谱谱宽与单光栅一致时，外腔的腔长可以减小一半，使合束系统更紧凑，激光模式会更稳定。最终实验得到谱宽为6.3nm，输出功率为26.1W,电光转换效率为23％，光谱合束效率为63.7％。快慢轴的光束质量M2分别为2.0和10.5。这种新的压缩谱宽的方式将会为实现高功率、高亮度的半导体激光器提供一个可行的解决方法。