近几年来,激光无线能量传输作为一种新型的能量传输方式,以其方向性好,能量集中,与通信设备不发生干扰等优点而备受瞩目。特别是其接收设备具有体积小,质量轻的特点,被普遍认为是能为微小型飞行器实时提供能量、增加其续航能力的最佳选择。本文旨在对激光无线能量传输系统中半导体激光束的整形以及光强分布均匀性对光电池转换效率的影响进行研究。首先,通过对一种线阵半导体激光器输出的光束参数进行测量,采用数值模拟与实验测量相结合的方法,设计了两套光束整形光学系统,以获得光强均匀度不同的激光束。然后将不同光强均匀度的激光束分别照射GaAs电池表面,测得不同光强均匀度下GaAs电池转换效率的变化规律。最后,对激光束的整形、光电池的转换效率测量结果进行了分析和总结。主要工作包括:1、简单介绍光电池的工作原理。从能带结构,受激吸收理论,带隙结构来说明光电池的工作原理,并从理论上分析光电池p-n结的结构,指出最佳响应波长、截止波长存在的原因。2、介绍GaAs电池的性能及参数。通过性能参数的对比,展现GaAs电池的优点。通过对GaAs电池的等效模型的分析,揭示GaAs电池表面温度对其物理特性的影响,并从理论上说明入射激光光强均匀度对GaAs电池转换效率的影响。3、线阵半导体激光器光束整形系统的研究与设计。针对直接输出和光纤输出的线阵半导体激光,通过数值模拟搭建了两套光束整形系统。一种为光楔-曲面镜-棱镜组的线阵半导体激光束整形系统,另一种为非球面镜光束整形系统,并对实际搭建系统进行了实验测量,分析了模拟仿真与实际搭建系统间产生差异的原因。4、研究了激光光强均匀度对GaAs电池转换效率的影响,基于GaAs电池的工作原理,利用等效电路对其在受到不同光强激光照射时的光电转换效率进行分析,并通过实验测量不同光强均匀度情况下GaAs串联电池组的光电转换效率。结果表明,光强均匀度对GaAs电池组的光电转换效率有很大影响。在极限条件下,由光强不匀均性引起的热斑效应还会造成电池片的损毁。该论文的研究结果对于提高激光无线能量传输的效率具有一定的理论意义和应用价值。