半导体激光器在光子学领域有着极为广泛的应用。与固体激光器和气体激光器相比较,半导体激光器拥有很多显著的优点:尺寸小,成本低,很高的输入输出转化效率。与此同时,半导体激光器也存在着致命的缺点:其输出的光束为椭圆像散光束,发散角非常大。近年来,半导体激光器在高功率方面的应用获得了广泛的关注。在涉及耦合激光到光纤、泵浦固体激光器包括光纤激光器、材料处理以及医学手术等方面的应用时,光束的功率密度和总的输出功率都是一个很重要的参数。对于这种有很大发散角的、部分连续的线扩展光源的准直,是个很棘手的难题。采用传统光学手段很难完成。在这里,我们设计、制作并测试了一种由折射或者衍射器件组成的微光学元件来完成这个目标。本课题来源于国家“863”项目的一个子课题,主要内容如下: (1) 介绍了半导体激光器的特性,回顾总结了传统准直方法,给出准直设计所面临的困难,相应的提出微透镜准直方法。(2) 阐述了准直微透镜阵列设计的相关原理。针对基于几何光学的矩阵光学和基于衍射理论的的二元光学的研究,为微透镜的设计作出了理论准备。(3) 运用相关理论,设计了由一片或者两片微透镜组成的准直系统,提出了使用BCB材料制作微透镜的可能性,并设计了相关的透镜参数。(4) 讨论了制作微透镜阵列的工艺方法,重点研究了采用SF6/O2/CHF3三组分反应离子刻蚀技术制作微透镜的方法,运用实验设计和统计分析方法,研究了硅刻蚀速率和选择比对刻蚀参量的依赖关系,实验获得了制作微透镜的优化刻蚀工艺。(5)运用热熔成型工艺及反应离子刻蚀工艺制备了BCB微透镜样品,并对其点扩散函数进行了相应测试,评估了准直效果。