半导体激光器因其体积小、重量轻以及波长可调谐等优点，已成为光声气体检测系统中较为理想的激励光源。本文研究基于光声气体检测的半导体激光器耦合问题，并设计半导体激光器耦合系统以提升其可靠性和耦合效率。　　 首先基于光的电磁理论、矩阵光学相关理论，分析了半导体激光器光束特性及其传输与变换；研究了各种半导体激光器光束耦合方法的特点。利用几何光学原理设计了半导体激光器光束组合透镜耦合系统，其中包括准直椭圆面平凸柱透镜以及聚焦球透镜；利用光线追迹法设计了耦合透镜的光路，再利用数值计算模拟得到准直椭圆面平凸柱透镜的压缩效果以及聚焦球透镜的聚焦性能，然后通过ZEMAX软件对耦合系统进行仿真，得到了该耦合系统的仿真效果图以及性能参数；结果表明：准直透镜的压缩效果为小于2mrad，系统耦合效率约为82.8％。最后设计了半导体激光器与光声池的光纤耦合系统，从单模光纤的传输特性出发，分析了半导体激光器光束与光纤的耦合特性，并利用ZEMAX软件对单模光纤进行了模拟，结合组合透镜耦合系统使其耦合效率达到81.2％；同时探讨了半导体激光器与光声池的直接耦合方式。　　 本文设计的基于光声气体检测的半导体激光器耦合系统具有较好的光束准直能力和较高的耦合效率，为半导体激光器在光声气体检测系统中的集成化应用提供了有益的参考。