大功率半导体激光器（High Power Diode Laser，简称HPDL）作为一种新型的激光光源，因其具有体积小、质量轻、寿命长、转换效率高、可靠性高等优点，被广泛应用于军事、工业、医疗及民用等领域。随着大功率半导体激光器的迅速发展，输出功率的不断提高，对封装技术提出了更高的要求。目前常采用铜制微通道热沉主动散热，由于铜热沉的热膨胀系数与芯片的热膨胀系数相差较大，引入封装应力到有源区严重影响其光电特性。3D打印技术在降低成本、简化工艺的同时，为微通道热沉提供了更大的材料选择空间，因此研究封装应力对大功率半导体激光器光电特性的影响和封装材料热膨胀系数的范围是十分有意义的。　　本文通过理论分析、有限元模拟以及对以氮化铝热沉封装的大功率单管半导体激光器和以镍基3D打印微通道热沉封装的单bar半导体激光器的实验验证得到封装应力对大功率半导体激光器光电特性的影响。为今后在此基础上应用3D打印技术制备低成本、高可靠程度的热沉提供了理论与实验支撑。　　论文首先从原理上对大功率半导体激光器在焊接过程中引入的封装应力进行分析，得到封装应力是由于在焊接降温过程中，芯片与热沉的热膨胀系数失配引起的。通过建立模型，得到封装应力与热沉材料的热膨胀系数的数值对应关系及变化趋势。并利用有限元软件ANSYS对封装应力的大小和分布进行模拟分析。　　其次，研究焊接参数对封装应力及器件光电特性的影响，应用控制变量法通过实验优化焊接工艺，将工艺所产生的应力干扰减到最小。实验中采用微区拉曼光谱测试法对激光器在封装过程中引入的应力进行测量，并通过实验测试器件光电特性，获得最优焊接工艺参数及回流曲线，制备获得基于优化工艺的大功率单管半导体激光模块和单bar半导体激光模块。　　最后，分析封装应力对大功率半导体激光器光电特性的影响。对于单管半导体激光器，封装应力阈值为125MPa，热沉材料的热膨胀系数范围为1.2×10-6-12.4×10-6m/℃;对于单bar半导体激光器，封装应力阈值为300MPa，热沉材料的热膨胀系数范围为0-14.3×10-6m/℃。在应力较小的情况下，中间区域的应力较小，边缘区域的应力较大，但随着应力的增大，边缘区域与中间区域的应力差值逐渐减小到负值。