激光相干合成是实现高功率激光输出的同时又能保证高光束质量的重要技术手段，国内外众多科研单位就此展开了一系列研究，取得了很多令人瞩目的成果。目前国内研究机构主要研究热点集中在光纤激光合成上。而光纤激光由于其圆束输出，难以达到高的占空比。对此，本文开展了较高占空比的光束合成技术的理论和实验研究，以矩形光束作为研究目标。阐述了相干合成的特点，说明了相干合成和非相干合成的显著区别，论证了相干合成的特点和优势，说明基于目前的技术发展水平，相干合成是实现高功率、高光束质量输出地有效手段。同时也指出了从技术角度来看，相干合成比非相干合成技术难度要大很多。　　阐述了光束合成的重要性，对各种不同类型的光束合成方式做了说明。介绍了光束合成当前的进展，尤其是固体激光相干合成的进展。对相干合成的基本理论进行了分析，从主动相位控制和非主动相位控制两个方面介绍了如何实现子束间的相位锁定，从而实现光束相干合成。　　对影响相干合成的各种因素进行了分析和详尽的数值模拟，阐述了占空比、子束间相位差、退偏、偏振态方向不一致、焦平面不一致、轴差、子束光束质量等各种因素对合成效果的影响。在这个认识上，进行了两束矩形光束的空间拼接相干合成实验。通过不同条件下的实验，验证了相关的理论分析和计算。　　对实现相干合成的各种技术方法进行比较后，认为用主动相位控制法对合成子束间的相位差进行控制对我们的研究对象比较适合，相关技术也能直接移植到更高功率的光束相干合成中去。在当前较为成熟的三种主动相位控制法中，首先选择外差法进行实验，因为外差法在合成路数较少时，具有明显的优势。在掌握了外差法相干合成技术后，再用其它两种方法进行实验研究并探索新的合成方法。由于相位残差的锁定是实现相干合成的关键因素，因此实验中首先用拍频法对合成子束的相位信息进行了探测。探测结果表明现有的控制条件完全可以对其实施有效地控制，同时发现系统平台的震动和镜架的不稳定会在光波中引入很高的频率噪声，工程上应严格避免。根据探测结果选择了和设计了合适的电子硬件和算法。使用外差法进行相干合成实验时，可以把锁相残差控制在λ/10以内，得到很好的实验效果，证明外差法作为主动控制相干合成技术方式的一种，非常稳定可靠。　　进行了两路输出功率为百瓦量级的板条固体激光相干合成实验，获得了较好的效果。实验结果显示峰值功率密度达到了理想状态的90％，说明实验中我们对偏振和锁相的控制达到了较高的水平，合成后远场效果较好。下一步需要改进的地方主要集中在两个方面:1、提高子束光束质量;2、进一步提高占空比。通过实验说明，用外差法对板条固体激光相干合成是可行的，这为多路板条固体激光乃至更高功率的固体激光相干合成提供了实验基础。通过不同占空比条件下的合成实验，验证了在板条固体激光相干合成实验中，占空比对合成后光束质量的重要影响。　　为了实现更高功率的固体激光的相干合成，对3000W和10kW板条固体激光系统的相位信息进行了测量和分析，对各种影响相位噪声的因素进行了验证实验研究。尤其是对10kW固体激光的相位信息作出了详细的探测。结果表明要实现10kW固体激光的相位锁定，控制带宽需要3.3kHz，这在目前的技术条件下是不难达到的。因此，从锁相的角度分析，在现有的板条固体激光系统下进行高功率的相干合成是可行的。