由于大功率半导体激光器具有非对称的激活通道,使其光束在快轴方向发散角可达40°,慢轴方向发散角一般约为8°～10°。为了满足大功率半导体激光束在照明领域的应用要求,经常需要对LD光束发散角进行变换。本文对光束变发散角整形技术进行了深入研究。在对大功率半导体激光器光束特性研究的基础上,针对正交两个方向(快轴与慢轴方向)具有不同发散角以及光束质量的像散椭圆光束建立了光源模型。采用具有大数值孔径的非球面柱透镜压缩快轴方向发散角,采用长焦平凸柱透镜压缩慢轴方向发散角。在满足光束发散角要求的前提下,通过采用离焦的方法使其出射光束的发散角在一定范围内连续改变。建立了两个柱透镜移动量与光束发散角关系的数学模型。针对典型的大功率半导体激光器使用上述方法设计了一个可变光束发散角的整形系统并利用商用光学软件对上述整形系统进行了优化设计和模拟。结果表明,光束发散角在0.1°～0.5°范围内能够实现连续改变,进而可以对远距离不同范围物体照明。