半导体激光器(Laser Diode)具有光束质量高、体积小、电光转换率高、寿命长等优点,已经广泛应用于工业军事等领域。红外等波段半导体激光器发展已经日趋成熟,但是可见光半导体激光器发展滞后,一直阻碍半导体激光在显示领域的应用。激光显示以红绿蓝(RGB)三基色光源为核心技术,色域广,色彩丰富艳丽真实。由于红绿蓝激光发展不平衡和色温的原因,若要展现出激光显示的优点需要更高的功率蓝光。虽然全固态激光器率先发展,推动激光显示进入研发阶段,但是固体光源本身具有电光转换率低,体积大,功率不高,工作不稳定的缺点,阻碍了激光显示的发展。同时,GaN基蓝光LD芯片由于发展缓慢,功率低,价格昂贵等,一直制约着它在各领域的应用。随着蓝光LD单管功率不断提高,价格降低,高功率蓝光半导体激光器光纤耦合模块已经成为国内外研究竞争的焦点。本文在总结国内外高功率半导体激光器模块研究现状的基础上,深入研究光纤耦合方法,从光纤合束、光束整形的角度,针对蓝光半导体激光器单管研究三种高功率光纤耦合蓝光半导体模块方案。针对光纤合束,基于目前TO封装蓝光LD单管的封装特点,采用非球面透镜组将蓝光单管耦合进单根光纤,这种耦合方式能够减少单只TO单管的功率损耗,降低调节误差,利于整体结构的控温散热,延长激光器使用寿命。最后对光纤尾纤进行合束获得高功率蓝光输出。采用光纤捆绑的方式,用两片非球面透镜进行准直聚焦耦合进单根400μm/0.22NA光纤,再根据几何公式将127根光纤尾纤机械捆绑成一个127芯的光纤束,刚好组成一个均匀的圆形,获得功率达到百瓦级的高功率蓝光半导体光纤耦合模块。此外采用熔融拉锥7x1合束器,将7只3.5W蓝光LD单管耦合进200μm/0.22NA光纤后与7x1合束器熔接,获得20W高亮度半导体蓝光。本文研究了一种蓝光半导体激光器单管特殊排列结构的空间合束的光束整形方法。通过ZEMAX软件模拟两束由13只TO单管光束进行空间合束获得的偏振光进行偏振合束,再聚焦耦合进200μm/0.22NA光纤,理论上可以获得达到71W的高功率高亮度的蓝光输出,亮度达1 MW/(cm~2*str)级别。最后,本文对比了光纤捆绑、拉锥合束及空间合束获得的蓝光半导体激光,分析了三种方案的优缺点,展望未来研究高亮度高功率蓝光的方向。