梯度折射率透镜由于具有小体积、平端面、易加工、易调整对准、易耦合组装、耦合效率高的特点,因而在半导体激光器与光纤的耦合系统中发挥了重要的作用。本文在介绍了半导体激光器的特性、高斯光束传播规律、透镜光纤耦合基本性能的基础上,对高斯光束经梯度折射率透镜的传输特性进行了具体分析,同时对如何选取最佳耦合结构参数进行了探讨。首先,运用ABCD定律和高斯光束复参数的定义,分析了高斯光束在非线性非均匀介质中的传输特性,进而推导出高斯光束经梯度折射率透镜的传输特性,得出高斯光束出射透镜后的束腰宽度及束腰位置的公式,即高斯光束经过梯折透镜的成像变换公式。得到此公式后,运用计算机编程进行了数值计算讨论、画图,分析了在一定初始条件下不同的参数(如初始束腰位置、梯度折射率参数、透镜宽度等)对束腰变化产生的影响。之后,采用两片自聚焦透镜构成的耦合系统作为模型,研究怎样选取最优的结构参数,包括如何选取两片透镜的宽度和两透镜的间距。即在保证高效耦合的前提下,如何使耦合结构尽可能的紧凑、体积尽可能的小。文中根据自聚焦透镜的光纤传输轨迹,给出了理论上的最佳结构公式,然后根据这些公式用计算机编程计算,给出了最佳耦合结构参数的近似值。