无论是半导体激光器在工业领域的直接应用还是将半导体激光器作为传统固体激光器的泵浦源，其光束质量差，光强分布极不均匀，发散角大等缺点都阻碍了半导体激光器的发展和使用，因而针对半导体激光器的光束整形研究是必不可少的。本论文在研读大量关于激光光束整形技术的中外文文献基础上，认为选择万花筒作为整形工具是可行的，其不仅能控制出射光斑的形状和大小，而且能得到非常均匀的光强分布，同时万花筒的整形匀化系统从经济上来说是简单实用，价格便宜的。本论文从几何光学，高斯光束传输转换等理论出发，以正四边形万花筒为例，建立了均匀平行光束通过抛物面反射进入正方形匀化棒经多次反射后出射端面光强分布和圆对称基模高斯光束通过薄透镜聚焦进正方形匀化棒后出射端面光强分布的理论模型，并讨论光束在万花筒内经多次反射后的传播规律及其在出射空间中光强的分布图案，这些性质正是万花筒能够匀化光束的根本所在。同时本文验证了一个基本结论：对于特定面形的万花筒和一束特定空间角度分布的光束来说，匀化棒越长，其成像次数越多，出射端面光强分布越均匀。但对于端面为大于六边形的偶数项正N边形万花筒，由于其成像分布在空间内有重叠，其出射端面光强分布不一定比正方形匀化棒的更均匀。本论文不仅从模拟仿真结果中而且通过两个实验证明万花筒匀化光束是简单有效的。