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半导体激光器自上世纪60年代问世以来，已得到广泛的应用和发展，半导体激光器体积小、重量轻、电光转换效率高，而且使用寿命长。然而较差的光束质量制约了半导体激光器在工业方面的进一步应用。本论文在总结了国内外半导体激光器光束整形方法的基础上，提出两种针对直接大功率半导体激光堆栈的整形聚焦方法，一种透射式整形聚焦方法和一种反射式整形聚集方法。 利用透射式整形聚焦，针对直接大功率半导体激光堆栈输出的矩形光斑，利用柱面镜组分别对快慢轴光束进行聚焦以提高光功率密度。快慢轴光束先经过微透镜阵列初步准直，然后利用倒置开普勒望远系统原理对慢轴进行准直，再将快慢轴同时聚焦。经过ZEMAX软件在非序列模式进行模拟，并经实验证明得出，在距离输出镜组250mm的焦点位置处形成一个1.74mm×1.7mm的近圆形光斑，在输出距离300mm的离焦位置为边长4.8mm的正方形光斑，并且在焦点的正负离焦位置均为近似正方形光斑，对整形后的光束形式进行了测试和分析，并且用MATLAB软件进行了曲线拟合。焦点位置光功率密度达万瓦/cm2量级，可根据激光热导焊、熔覆等的不同应用需求，选用相应的Z轴参量。 反射式整形聚焦方法，是利用非球面镜反射聚焦大功率半导体激光堆栈，将初始光斑尺寸为22mm×10mm矩形光斑聚焦成1.2mm×1.0mm大小的光斑，焦距为300mm。 本论文针对透射式整形聚焦方法设计了一套机械装置，把半导体激光堆栈、光学系统和机械手相结合，并利用这套装置对A3钢进行了焊接实验。 本论文对透射式和反射式两种聚焦方法进行了比较，分析了各自优缺点，进一步设计了一种透射和反射结合的方法作为今后工作的方向，并且已利用ZEMAX软件对这种方法进行了光路模拟。