激光加工技术是一种先进的制造技术，在经历了大功率CO2激光制造、大功率固体激光制造后，目前正进入以大功率半导体激光器为基础的新一代激光制造。与其他工业用激光器相比，大功率半导体激光器具有电光转换效率高、寿命长、性能稳定等优点，广泛应用于表面热处理、激光熔覆、激光焊接等领域。但是由于边发射半导体激光器自身结构的特殊性，导致其在平行和垂直于发光结平面的两个方向上光束质量不均匀，光纤耦合效率不高，难以聚焦产生高亮度的光斑，限制了其在很多领域的应用。为了克服半导体激光器自身的缺点，拓展半导体激光器的应用领域，针对大功率半导体激光阵列在光束变换、传输聚焦、光纤耦合等方面的问题，本论文对半导体激光阵列的光束质量改善、光束的传输聚焦特性及其光纤耦合技术进行了系统的理论和实验研究，获得以下研究成果。　　首先，针对半导体激光阵列快慢轴光束质量不均衡、聚焦后亮度偏低的问题，提出了利用平板玻璃堆和棱镜组合的方法对其进行光束质量改善的方案，并从理论上和实验上对该方案的光束质量改善效果进行了研究，实验证明，该方案的光-光效率达到95％以上。　　其次，针对目前激光阵列矩形光斑对角线BPPdia的表达式难以反应实际情况的现状，通过理论推导引入像散因子，对矩形光斑对角线BPPdia表达式进行了补充完善，并通过实验对激光光斑进行了光束参数的测量，研究表明，实验测量值与理论推导值相吻合，对表达式的正确性进行了验证。　　第三，针对激光阵列光束质量改善后快慢轴聚焦光斑尺寸不一致的问题，分别研究了快轴指向性、“smile”效应以及光束质量改善组件对聚焦光斑的影响。提出了半导体激光阵列指向角的概念，并进行了定义。设计了指向角的测量装置，通过对半导体激光阵列参数的理论模拟计算，得到了不同快轴指向角对聚焦光斑尺寸的影响程度，研究表明，实验与理论模拟结果相吻合。　　最后，通过对半导体激光阵列输出光束特性以及耦合特性的研究，设计了光纤聚焦耦合系统，完成了5kW光纤耦合半导体激光器的研制，将激光耦合进芯径800μm，数值孔径NA0.2的传能光纤中，光纤耦合输出激光功率达到5109W，耦合效率85.69％;系统整体电光转换效率49.48％，插头效率达到42％。