半导体激光是近几十年来发展快、渗透广、成果多、应用领域广的一种电光转换器件。由于其诸多优点,如体积小、效率高、成本低、可高度集成、波长覆盖面广等,被广泛应用于激光显示、通信、医疗、固体激光器泵浦、军事等技术领域,成为当前激光产业应用拓展的重要方向之一。在夜间照明方面,近红外半导体激光,波长为800-1000nm,具有很明显的优势,例如电光转换率高,工作寿命长,照明距离远等,是发光二极管(LED)和其它红外照明光源无法达到的;并且波长900nm以上半导体激光器,对人眼无红暴,广泛应用于铁路公路等项目。半导体激光器由于其自身发光属性,作为红外照明又有其固有的弱势,例如发光光斑形状为远场椭圆形,几十厘米以外可以看成是长条光斑,并且长条方向的发散角达到40度以上,严重影响光束的传输距离;激光光束的干涉散板,造成照明效果的雪花斑等现象。鉴于这些使用的实际要求,本文提出了光束的多种整形方式,分析各种结果,应用于不同距离的照明;采用不同方式进行光斑的匀化,消除干涉散斑、圆环等现象的具体方法和效果展示;在泵浦方面,也需要将半导体激光器进行快轴压缩,泵浦光光束的光功率分布均匀有利于控制激光的横模,确保激光处于基横模的工作状态。采用在玻璃光纤两个弧面镀制增透膜的方法,消除了光谱曲线的劈裂并有效地减小了谱宽。进一步研究了半导体激光器快轴压缩后,均匀光束泵浦下的单纵模绿光激光器的实验,单横模工作更稳定,并提出了高折射率材料作为选频材料的新技术,实验证明使用高折射率材料在调节过程中能够使纵模之间的间隔更大,调节更方便。光纤耦合是半导体激光器光束整形的另外一种重要技术,它把光束由半导体激光器本身的椭圆形光斑以圆光斑柔性输出,使用方便;并且热源与使用器件分开,减少了相互之间的热影响。本文工作中以3.5W450nm蓝光半导体激光器为例,得到间接耦合输出,耦合效率达到88.6%。对于机械加工用的上千瓦光纤激光器来说,半导体激光器作为其泵源,更加显示出其在该领域应用的重要性。在该领域的应用中光功率密度大小直接决定了加工能力,例如钢板的切割厚度,切割过程中的边缘效应,加工的速度等,而光功率密度又决定于光纤激光器的转换效率,最终归结于半导体激光器光纤输出的光功率密度。有两点是目前业界内一直在追求的更高,一是单芯片发光尺寸的大小,二是耦合进光纤过程中光束在空间的排列。另外还有些通过半导体激光器波长区别完成的波长耦合和通过半导体激光器偏振特性完成的偏振耦合,但这些都是基于空间合束的基础之上进行的,本文会略有介绍。该技术在近红外已经有了很大的发展,但是在可见光范围,报道并不多,本文将空间合束的技术应用于红光的高功率实验。分别采用不等光程和等光程两种空间合束的方式,最终得到了 9.2W的660nm红光激光器高亮度光纤输出器件。