CN204290027U - 一种半导体激光泵浦匀化耦合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种半导体激光泵浦匀化耦合装置的技术方案，该方案可以将多个半导体激光器垂直叠阵组成的二维半导体激光器叠阵输出光束均匀的会聚在固体激光增益介质表面上，介质表面上的泵浦光斑尺寸为几毫米至几十毫米量级。该方案可耦合注入泵浦功率高，并且结构简单，耦合效率高、成本低、调试方便。

Description

一种半导体激光泵浦匀化耦合装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种激光器，尤其是一种半导体激光泵浦匀化耦合装置。

背景技术

激光技术自上世纪六十年代至今高速发展，同时又与其他高新技术相互渗透，在材料加工、医疗、军事、测量及科学实验研究等众多领域有着越来越广泛的应用。固体激光器是当前最重要的激光光源类型之一，尤其是随着半导体激光器技术的发展，半导体泵浦的固体激光器(DPL)具有体积小、效率高、光束质量好等诸多优势。

半导体激光需要以特定的方向及强度空间分布实现对固体激光增益介质实现泵浦，最常见的泵浦方式为半导体泵浦光束从侧面泵浦棒状激光增益介质。但随着对激光输出功率、激光光束质量要求的提高，板条状、薄片状等其他几何形状的激光增益介质运用于固体激光器。这些固体激光增益介质可以采用大面泵浦的方式获得较大的泵浦光束吸收面积和较均匀的泵浦吸收空间分布。

半导体激光器又称激光二极管，是以一定的半导体材料作为工作物质而产生受激发射作用的器件。在半导体激光器件中，性能较好、应用较广的是具有双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器。其工作原理是通过正向偏压注入电流进行激励，在半导体物质的能带(导带与价带)，或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，产生受激发射作用，并用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜组成谐振腔，使光振荡、反馈，产生光的辐射放大，输出激光。半导体激光器的效率很高，其电-光转换效率可以超过50％，但是单个激光二极管连续输出功率只有1W左右，无法满足高功率泵浦固体激光增益介质的需求，因此需要将多个激光二极管单管堆叠起来，构成半导体激光器叠阵，这样的半导体激光器叠阵一般由2～60个垂直(沿激光二极管快轴方向)排布的半导体激光器BAR条构成，而每个半导体BAR条上通常排布有10～50个激光二极管单管。为了获得更高的泵浦功率，还可以将多个上述垂直叠阵沿慢轴水平排布构成二维半导体激光器叠阵。这样的半导体激光器叠阵具有几十瓦到几百千瓦的连续或准连续输出功率。半导体激光器由于其特别的发光机理，其输出光束光束质量(光束束腰尺寸与远场发散角的乘积)在平行和垂直于PN结的两个方向(即快轴方向、慢轴方向)上有显著差别。激光二极管单管在快轴方向光束质量很好，可以接近衍射极限，但在慢轴方向为多模输出，光束质量较差。半导体激光器叠阵往往在每个BAR条上安装快轴准直微透镜，对光束快轴方向准直，输出光束发散半角只有1～5mrad，而慢轴方向发散半角约为5度。

对板条状、薄片状固体增益介质实现大面泵浦，需要将半导体激光器叠阵输出光束均匀的会聚于增益介质表面上，这一会聚光斑的尺寸为几毫米到几十毫米量级。

目前实现高功率半导体激光泵浦耦合的方式的典型方案如下：

1、德国Trumpf公司的Trudisc Laser系统采用石英匀化棒方案实现对薄片晶体的泵浦耦合，即先使用分立的柱面透镜分布对半导体激光器聚焦，聚焦光斑位于八边形石英匀化棒独有增透膜的端面，泵浦光束进入匀化棒后，在其八个侧面产生多次内全反射，不同传输方向和入射位置的光线在匀化棒内多次旋转位移，在匀化棒出口位置可以在八边形轮廓范围内实现光强空间均匀分布。再由球面透镜和抛物面反射镜构成关于匀化棒出口端面与薄片晶体的转像光学系统，以特定放大率将匀化棒出口端面光斑转像至薄片上，以实现均匀泵浦。这一方法存在的问题是，为了满足全反射条件，若要将更高功率的泵浦光束注入匀化棒，必须增大匀化棒径向尺寸，而匀化棒径向尺寸增大后若要保证匀化效果，其长度也必须进一步增大。因此这种匀化方式不适合用于更高功率级别的泵浦耦合匀化；此外，因为匀化棒内泵浦光束具有极高的功率密度，因材料吸收和表面散射引起的生热，匀化棒工作过程中温度很高，对冷却、装夹提出较高要求。

2、华中科技大学提出一种基于柱面镜和抛物面反射镜的泵浦耦合匀化方法，其采用分离的柱面透镜组在慢轴方向构成离焦准直机构，在快轴方向构成失调的伽利略望远镜系统，获得快慢轴空间角谱分布均匀且相近的准直光束，这一准直光束再由抛物面反射镜反射聚焦于位于抛物面角度处的薄片上。这种泵浦耦合方法获得的准直光束截面为长条形，长宽尺寸比与半导体激光器叠阵快慢轴方向上的光束传输参数BPP之比接近，即准直光束慢轴方向截面尺寸远大于快轴方向。因此必须使用焦距、口径较大的抛物面反射镜完成聚焦以避免显著的彗差对泵浦均匀性的劣化。这一泵浦结构在慢轴方向是将半导体激光器发光面直接利用透镜与抛物面反射镜构成的转像光学系统转像于薄片上。因此，如果采用多组半导体激光器垂直叠阵延慢轴堆叠的二维半导体激光器叠阵作为泵浦光源，因为光源发光面上，各组垂直叠阵直接具有间隙，上述泵浦系统获得的泵浦光斑上也会有明显的暗带，泵浦均匀性将大幅劣化，此外，因为二维叠阵慢轴方向光束传输参数BPP进一步增大，准直光束慢轴方向尺寸也将进一步增大，将对之后聚焦系统提出更高要求，泵浦系统的体积将非常庞大。

除此之外，还可以将半导体激光器输出光束耦合进入光纤或光纤束内，将光纤出口端面光斑成像与固体增益介质表面获得均匀泵浦光斑。但是这一方式目前受半导体激光器光束质量限制，很难使用简单的光学元件将千瓦级以上的单色泵浦光束高效耦合，同时还需要采用半导体激光器慢轴准直、光束空间搬移等手段，系统复杂，成本高昂。使用微透镜阵列等新型光学元件也能实现对半导体激光器输出光束的匀化和准直，再将准直光束聚焦可以实现均匀泵浦，但受微透镜阵列生产工艺限制，可以用于高功率泵浦耦合的大尺寸微透镜阵列增量及其阵列组目前无法加工。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种半导体激光泵浦匀化耦合装置的技术方案，该方案可以将多个半导体激光器垂直叠阵组成的二维半导体激光器叠阵输出光束均匀的会聚在固体激光增益介质表面上，介质表面上的泵浦光斑尺寸为几毫米至几十毫米量级。该方案可耦合注入泵浦功率高，并且结构简单，耦合效率高、成本低、调试方便。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种半导体激光泵浦匀化耦合装置，包括有泵浦源、快轴柱面镜、慢轴柱面镜组、激光增益介质；泵浦源包括有多个沿慢轴方向排列的BAR条组成的多个垂直叠阵；BAR条的宽度为a；每个垂直叠阵的中线为L₁、L₂、……L_i、L_i+1，L_i到L_i+1的距离为b，3a＞b＞a；快轴柱面镜设置在泵浦源快轴方向上的发光路径上；快轴柱面镜在快轴方向上具有屈光度；慢轴柱面镜组设置在泵浦源慢轴方向上的发光路径上；慢轴柱面镜组在慢轴方向上具有屈光度；激光增益介质分别设置在泵浦源发出的激光在快轴方向上或慢轴方向上均匀性最佳的界面上。

作为本方案的优选：慢轴柱面镜组由多个柱面镜组成，并且每个柱面镜对应一个垂直叠阵；柱面镜的数量与泵浦源在慢轴方向上发光的垂直叠阵的数量相同；每个慢轴柱面镜的快轴方向尺寸大于泵浦源的发光区快轴方向尺寸；每个慢轴柱面镜的慢轴方向尺寸等于或小于b。

作为本方案的优选：泵浦源发出激光均通过同一块快轴柱面镜；快轴柱面镜的光轴垂直于泵浦源的发光面，快轴柱面镜的光轴与发光区的中线相交。

作为本方案的优选：快轴柱面镜在快轴焦平面前后特定位置δ^F具有快轴方向均匀性最佳平面；慢轴柱面镜组在慢轴方向增益介质多透镜成像像面前后特定位置δ^S具有慢轴方向均匀性最佳平面；调节快轴柱面镜和慢轴柱面镜组之间的间距，能使快轴方向均匀性最佳平面和慢轴方向均匀性最佳平面重合，并将激光增益介质放置在这一平面上。

其中二维半导体激光器叠阵(泵浦源)包括沿慢轴方向排布的若干组半导体激光器垂直叠阵，相邻的两组半导体激光器垂直叠阵中心线间距为b，这些垂直叠阵由若干个半导体激光器BAR条沿快轴方向堆叠而成，相邻BAR条快轴方向间距为h，每个半导体激光器BAR条均按照快轴方向的微柱面透镜准直使其输出光束快轴发散角很小，并具有较高的指向准确性，经过微透镜准直后，各BAR条输出光束快轴方向尺寸为Δ^F。这些BAR条的宽度为a。在每个激光器BAR条上，沿慢轴方向均匀间隔分布着k个发光区，这些发光区在BAR条慢轴方向上具有10％-50％的占空比η。这一二维半导体激光器叠阵在适当的电流驱动和冷却条件下即可以输出泵浦激光光束，这一光束的特征是，光束在发光面上的快慢轴方向尺寸分别为nh和(m-1)b+a，这里n为每个半导体激光器垂直叠阵具有的BAR条数目，m为二维半导体激光器叠阵具有的半导体激光器垂直叠阵数目，一般的n为5-60，m>2；这一输出光束在快慢轴方向具有不同的发散角，其发散角分别为α和β，一般的α<5mrad，β≈5°(FWHM)。此外，在发光面上，光束截面光强分布是不均匀和间隔的，沿着慢轴方向，k个由发光区和非发光区构成的基本单元交替出现，并构成为一组，每个发光区慢轴方向尺寸为ηa/k，而每组之间另具有宽度为b-a的非发光区；沿着快轴方向，每组发光区间隔为BAR条件间隔h。

由此可以看出，由二维半导体激光器叠阵的输出光束不能直接用于固体激光增益介质泵浦，必须通过特定的匀化耦合装置对其进行光学变换才能获得满足要求的泵浦光斑。在距二维半导体激光器叠阵一定距离放置在快轴方向具有屈光度的柱面透镜，即快轴柱面镜，其焦距为f^F，其与二维半导体激光器叠阵的距离为在快轴柱面镜的像方焦面上可以获得二维半导体激光器叠阵输出光束的远场分布，这一远场分布往往是非均匀的，无法实现均匀泵浦，但是在具有不同离焦量δ^F的截面上具有不同光束截面强度分布，并在特定截面上获得快轴方向较均匀的光斑分布，被泵浦光照射的增益介质应放置于这一截面上。

在在慢轴方向上，二维半导体激光器叠阵包括沿若干组半导体激光器垂直叠阵，且该方向上每组垂直叠阵发光区之间具有一定宽度的非发光区。如果采用成像方式将发光面成像于增益介质上，发光区和非发光区会在增益介质形成显著的强度非均匀分布，不能实现均匀泵浦；而采用透镜聚焦方式，而将增益介质放置于光束远场焦面上，因为泵浦源慢轴方向角谱呈超高斯分布，也不易获得均匀性较高的泵浦光斑。在本实用新型中，采用慢轴柱面透镜组的方式实现慢轴方向的光束整形。即在泵浦源发光面放置一组至发光面距离相等的在慢轴方向具有相同屈光度的柱面镜，相邻的柱面镜间距为b。这些柱面镜的个数与泵浦源1上半导体激光器垂直叠阵的组数相同。这些柱面镜的光轴分别与半导体激光器各垂直叠阵的中线重合。这些焦距为f^S的柱面镜构成慢轴柱面镜组。当其距泵浦源发光面的距离为在慢轴柱面镜组像方距其处可以获得发光面的像面泵浦源的每个垂直叠阵利用其自身对应的慢轴柱面镜实现成像，具体的通过合理确定f^S和控制像的尺寸，在像面或像面附近的离焦面上像相互拼接。将被泵浦光照射的增益介质放置于拼接像慢轴方向均匀性最高的截面上。并可以通过调节使增益介质上同时实现快轴方向和慢轴方向高均匀性泵浦。

具体而言，本实用新型具有以下优点：

1、可以将包含多组垂直叠阵的泵浦源匀化耦合到被泵浦的增益介质表面，可以实现高功率泵浦耦合，并同时实现较高的泵浦均匀性。

2、不需要使用成本高昂的光纤耦合输出二极管激光器作为泵浦源。使用直接输出二极管激光器阵列便能实现高效的泵浦耦合。

3、不需要使用微透镜阵列、衍射光学元件、光束空间搬移组件等难于设计、加工的精密光学元件，也没有使用波导、匀化棒等影响传输效率的匀化装置。仅需要使用便于设计、制备的柱面透镜。

4、传输效率高、体积小、结构简单，成本低，便于调试、维护。

5、本实用新型使用元件均为商用元件和便于定制加工的元件，具有很强的可实施性。

由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本实用新型快轴方向上的结构示意图。

图2为本实用新型慢轴方向上的结构示意图。

图3为泵浦源发光面的结构示意图。

图4为不同离焦量下快轴方向光斑均匀性变化的示意图。

图5为不同离焦量下慢轴方向光斑均匀性变化的示意图。

图6为匀化后泵浦光斑的光强分布示意图。

图中，1为泵浦源，2为快轴柱面镜，3为慢轴柱面镜，4为激光增益介质，5为泵浦激光，6为快轴柱面镜焦平面，7为快轴方向上均匀性最佳截面，8为慢轴方向成像像面，9为慢轴方向上均匀性最佳截面。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

通过附图可以看出，本方案包括有泵浦源、快轴柱面镜、慢轴柱面镜组、激光增益介质；泵浦源包括有多个沿快轴方向排列的BAR条组成的多个垂直叠阵；BAR条的宽度为a；所述每个垂直叠阵的中线为L₁、L₂、……L_i、L_i+1，L_i到L_i+1的距离为b，3a＞b＞a；快轴柱面镜设置在泵浦源快轴方向上的发光路径上；快轴柱面镜仅在快轴方向上具有屈光度；慢轴柱面镜组设置在泵浦源慢轴方向上的发光路径上；慢轴柱面镜组仅在慢轴方向上具有屈光度；激光增益介质分别设置在泵浦源发出的激光在快轴方向上和慢轴方向上均匀性最佳的界面上。慢轴柱面镜组由多个柱面镜组成；所述柱面镜的数量与泵浦源在慢轴方向上发光的垂直叠阵的数量相同。快轴柱面镜的屈光面尺寸大于泵浦源快轴方向发光区的尺寸；快轴柱面镜的光轴垂直于泵浦源的发光面，快轴柱面镜的光轴与发光区的中线相交；快轴柱面镜的慢轴方向上的尺寸大于发光区的慢轴方向的尺寸。快轴柱面镜的通光孔形状为矩形。慢轴柱面镜组的快轴方向尺寸大于泵浦源的发光区快轴方向尺寸；慢轴柱面镜组的快轴方向尺寸等于或小于b。慢轴柱面镜组的每个柱面镜的通光孔形状为矩形。

如图1和图2所示，泵浦源1发光面有若列垂直叠阵1-1、1-2、……组成，垂直叠阵的数目m不小于2，每个垂直叠阵有其中线L₁、L₂、……。每个垂直叠阵1-j由若干根BAR条1-j-1，1-j-2，……堆叠而成，其数目n大于5且小于60。每根BAR条的宽度a一般为10mm但不局限于10mm；L_i到L_i+1的距离b满足3a＞b＞a。每根BAR条输出激光经过微透镜准直后的快轴方向尺寸Δ^F在10μm至1000μm之间，相邻BAR条快轴方向的间距h在1mm至3mm之间。每根BAR条1-j-p上，周期性间隔分布着发光区和非发光区，其发光区个数k的个数没有特别要求，即每个发光区1-j-p-i的慢轴方向尺寸为a/kη。

在图1中，快轴柱面镜2在且仅在快轴方向具有屈光度，其通光孔径可为但不仅限为矩形，若为矩形，其快轴方向的镜面尺寸大于发光区快轴方向的发光尺寸nh，且其光轴与垂直于发光面且与发光区快轴方向中线相交。其慢轴方向尺寸应大于发光区慢轴方向尺寸(m-1)b+a并使泵浦源1输出光束5在传输一段距离后其沿慢轴方向发散致尺寸增大后仍不超出镜面有效孔径尺寸。快轴柱面镜2为正透镜，若目标需获得的泵浦光斑快轴方向尺寸为Y，其焦距f^F不大于从泵浦源1的发光面1-a射出的泵浦光束5经过快轴柱面镜2后会聚传输，并可在距快轴柱面镜2后f^F处的焦面6获得强度分布不均匀的远场焦斑。而在焦面6前后离焦量为δ^F的截面上，可获得快轴方向较均匀的光束截面光强分布，最佳离焦量δ^F的具体数值可以计算获得，若泵浦源快轴方向角向近似高斯分布，不同离焦截面上不同

位置的光强沿快轴方向分布服从：

$I(y,\mathrm{\&delta;})\&Proportional;\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\&Integral;}_{-\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}}^{\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}}\exp \{-{\left[\frac{y-\frac{{\mathrm{\&delta;}}^F}{f^F}(\frac{\mathrm{ph}}{2}-{\mathrm{\&theta;f}}^F)-\mathrm{\&theta;}{f^F}_1}{\frac{{\mathrm{\&delta;}}^F}{f^F}{\mathrm{\&Delta;}}^F}\right]}^2\}\exp [-{\left(\frac{\mathrm{\&theta;}}{{\mathrm{\&theta;}}_0^F}\right)}^2]\mathrm{d\&theta;}$

通过计算上式，可以确定快轴方向均匀性较高的特定截面，称其为快轴方向上均匀性最佳截面7，同时，不同离焦量截面上的光强分布如图3所示。被泵浦光照射的增益介质4应放置于快轴方向上均匀性最佳截面7上。这一截面到发光面1-a的距离为且快轴柱面镜2到发光面1-a的距离改变不影响最佳离焦量δ^F和快轴柱面镜2到快轴方向上均匀性最佳截面7的距离

同时，由m个在且仅在慢轴方向具有相同屈光度的慢轴柱面镜(其分别为3-1、3-2、……)构成的慢轴柱面镜3也放置于发光面之后。其中各慢轴柱面镜3-1、3-2、……的光轴方向均垂直于发光面1-a，并分别于各垂直叠阵1-1、1-2、……的中线L₁、L₂、……重合。各慢轴柱面镜3-1、3-2、……通光孔径均为矩形。其快轴方向尺寸大于发光区快轴方向尺寸nh，合理调整其快轴方向的位置保证能接受各BAR条输出的光束；其慢轴方向尺寸等于或略小于b。慢轴柱面镜组3到发光面的距离不大于(b-a)tanβ/2以保证每个垂直叠阵1-1、1-2、……输出的光束5-1、5-2、……仅通过其对应的慢轴柱面镜3-1、3-2、……。这样，发光面1-a上的每个垂直叠阵1-1、1-2、……在慢轴方向上经过慢轴柱面镜组3成像，其像面8距离慢轴柱面镜组3的距离为且像的尺寸为为了实现各垂直叠阵1-1、1-2、……的拼接，应选择合理的f^S使但是，理想像面上，往往会出现因BAR条上发光区与非发光区交替间隔排布引起的明暗条纹，并且在理想像面上，各垂直叠阵的成像拼接要求较高的装配精度，不容易实现较高的均匀性。在理想像面前后的离焦量为δ^S的截面上，光强沿慢轴方向分布服从：

$I(x,{\mathrm{\&delta;}}^S)\&Proportional;{\&Integral;}_{-\&infin;}^{+\&infin;}\underset{j=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{i=0}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{rect}\left(\frac{x_0-i\frac{a}{k}-\mathrm{jb}}{\frac{a}{\mathrm{k\&eta;}}}\right)\exp [-{\left(\frac{2\arctan \left(\frac{x-x_0}{{\mathrm{\&delta;}}^S}\right)}{{\mathrm{\&theta;}}_0{l}_2^S(\frac{1}{f^S}-\frac{1}{l_1^S})}\right)}^6]{\mathrm{dx}}_0$

通过计算上式，可以确定慢轴方向均匀性较高的特定截面，不同离焦量截面上的各垂直叠阵成像的光强分布如图4所示。这些像的拼接光斑均匀性最高的截面称为慢轴方向上均匀性最佳截面9，其到理想像面8的距离为δ^S。慢轴方向上均匀性最佳截面9上，泵浦光斑慢轴方向尺寸这要求，相邻垂直叠阵的中线距离b∈[X/1.2m,X/0.8m,]。慢轴方向上均匀性最佳截面9到发光面1-a的距离为应选择合理的使该位置的增益介质4将被同时具有最高的快轴方向均匀性和慢轴方向均匀性的泵浦光光斑(如图5所示)照射。

在实际使用中，射向快轴柱面镜2和慢轴柱面镜组3的泵浦光束5可以是由一台二维半导体激光器叠阵1直接射出的，也可以是采用偏振复合、空间复合、波长复合等方式将多台二维半导体激光器叠阵输出光束复合构成的。

在实际使用中，相互重合的快轴方向上均匀性最佳截面7和慢轴方向上均匀性最佳截面9上可以直接放置增益介质。也可以将其上的均匀泵浦光斑在此通过成像光学系统或转像光学系统，成像与另一截面，并利用成像后获得的均匀光斑泵浦增益介质。

本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可采用其他具体的实施方式实施本实用新型已达到本实用新型的实现目的。因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，进行一点或若干点简单的变换、更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。

Claims (4)

1.一种半导体激光泵浦匀化耦合装置，其特征是：包括有泵浦源、快轴柱面镜、慢轴柱面镜组、激光增益介质；所述泵浦源包括有多个沿慢轴方向排列的BAR条组成的多个垂直叠阵；所述BAR条的宽度为a；所述每个垂直叠阵的中线为L₁、L₂、……L_i、L_i+1，L_i到L_i+1的距离为b，3a＞b＞a；所述快轴柱面镜设置在泵浦源快轴方向上的发光路径上；所述快轴柱面镜在快轴方向上具有屈光度；所述慢轴柱面镜组设置在泵浦源慢轴方向上的发光路径上；所述慢轴柱面镜组在慢轴方向上具有屈光度；所述激光增益介质分别设置在泵浦源发出的激光在快轴方向上或慢轴方向上均匀性最佳的界面上。

2.根据权利要求1所述的一种半导体激光泵浦匀化耦合装置，其特征是：所述慢轴柱面镜组由多个柱面镜组成，并且每个柱面镜对应一个垂直叠阵；所述柱面镜的数量与泵浦源在慢轴方向上发光的垂直叠阵的数量相同；每个慢轴柱面镜的快轴方向尺寸大于泵浦源的发光区快轴方向尺寸；每个慢轴柱面镜的慢轴方向尺寸等于或小于b。

3.根据权利要求1所述的一种半导体激光泵浦匀化耦合装置，其特征是：所述泵浦源发出激光均通过同一块快轴柱面镜；所述快轴柱面镜的光轴垂直于泵浦源的发光面，快轴柱面镜的光轴与发光区的中线相交。

4.根据权利要求1所述的一种半导体激光泵浦匀化耦合装置，其特征是：所述快轴柱面镜在快轴焦平面前后特定位置δ^F具有快轴方向均匀性最佳平面；所述慢轴柱面镜组在慢轴方向增益介质多透镜成像像面前后特定位置δ^S具有慢轴方向均匀性最佳平面；调节快轴柱面镜和慢轴柱面镜组之间的间距，能使快轴方向均匀性最佳平面和慢轴方向均匀性最佳平面重合，并将激光增益介质放置在这一平面上。