大功率半导体激光器光纤耦合模块在现代工业中有着广泛的应用,是发展新兴产业,改造传统制造业的关键技术产品之一。大功率半导体激光器光纤耦合模块具有很高的技术含量,主要涉及半导体材料生长、光纤技术、微小光学技术、微细加工技术、制冷技术、耦合封装和精密机械等关键技术。本文对大功率半导体激光器二维阵列的光纤耦合技术进行了研究,即通过采用微光学系统对半导体激光器或其阵列的光束进行准直、整形变换,进一步耦合到光纤中,一方面从根本上改善了半导体激光器的输出光束,另一方面由于光纤柔软可弯曲,可以将激光能量导到任意方向,极大地提高了实际应用范围。要使激光能够耦合进光纤中,激光的参数必须要与光纤的芯径和数值孔径值相匹配。为此,先要考虑激光参数与光纤参数相匹配的问题。了解半导体激光器及其阵列的发光特性是进行光纤耦合的前提,因此,本文对半导体激光器及其阵列的发光特性进行了研究。在激光与光纤的耦合中,光纤与激光的机械对准误差对耦合效率有着重要的影响,文中我们对这种影响作了量化分析,同时我们还分析了激光在光纤中的损耗及其对耦合效率的影响。准直是耦合中至关重要的一步,准直的效果直接影响到整体耦合系统的效果和效率,在本文中,我们对各种准直透镜的效果进行了比较和分析,以寻求具体耦合方案中性价比最高的准直方式。大功率半导体激光器二维阵列的光纤耦合方法有整形耦合法、偏振合束法、波长合束法和混合法,每种方法都有其适用范围,可以针对具体项目的要求采用不同的方法。在上述准备的基础上,本文设计了大功率半导体激光器二维阵列的光纤耦合方案,用计算机模拟了方案模型,最后通过实验对设计方案进行了验证。