随着科技的进步和半导体激光器应用领域的发展,半导体激光器不断向更高的输出功率和良好的光束质量的方向发展。本论文总结了提高输出功率和改善光束质量的的各种激光合束方法,相对于相干合束和非相干合束,光谱合束(SBC)技术能在保持光束质量的前提下大大提高输出功率。为了更有效的利用SBC技术,还需要对合束过程中的各光学元件进行进一步的优化。本论文针对光谱合束技术主要进行了以下研究工作:(1)详细地介绍了SBC技术,引入等效腔和等效反射率的概念,从理论上推导出光谱合束效率公式,发现光谱合束效率与内腔参数和外腔参数都有关。(2)利用MATLAB软件对光谱合束效率公式进行数值模拟,发现在柱透镜焦距f为200mm时,合束效率随着R的增大先缓慢增大后快速减小。在实验中,当R分别为5%、7.5%、10%、15%、20%、25%、30%时,合束效率分别为72%、74%、77%、73%、65%、61%、57%,实验结果验证了理论分析,得出结论当f为200mm时,输出耦合镜的反射率为10%时最佳。(3)利用ZEMAX软件模拟光谱合束的外腔,发现光谱合束效率随着f的增大而减小,这是因为f越大平凸柱透镜的像差和光束发散角造成外腔反馈的损耗越大。在实验中,当R为10%,f分别为100mm、130mm、150mm、200mm时,合束后的输出功率依次为54W、51.9W、50.3W、48.5W,呈现依次降低的趋势;当R分别为5%、7.5%、15%和30%时,得到同样的趋势,实验结果验证了模拟分析。