近年来,通过不断研究,板条激光器正一步一步在高功率、高光束质量的道路上发展前进,然而板条激光器的几何对称结构和Zigzag光路设计虽然在理论上有望解固体激光器的热退偏,热致聚焦等热效应问题,但实验结果却远远没有达到理论的预期。多模输出、失调、动态畸变、泵浦增益不均匀等因素共同导致了板条激光器输出无论是输出功率还是光束质量都没有达到理论计算的结果。此外。板条激光器输出的是具有大长宽比的矩形光束,其非轴对称光强分布限制了这一类激光器的应用。其输出光束带有输出光束带有离焦与像散的波前畸变,其长方向与窄方向光束发散角不同,造成了聚焦光斑弥散、远场能量集中度降低,从而引起光束质量下降。为解决以上问题,本文设计了一套针对板条激光器出射光束的光学整形扩束系统,并对其做了仿真分析与实验验证。考虑到板条激光器输出光束是矩形光束,对其输出光束长方向与窄方向进行了能量分布分析后得到其窄方向光束能量分布为类高斯分布,长方向光束能量分布为超高斯-平顶分布,由此在Zemax中对板条激光器输出光束进行了仿真模拟,为后续优化整形扩束系统奠定基础。对几种典型的光束整形方法其各自优势与缺点做出了对比分析,综合考虑后提出利用柱面透镜与球面透镜作为元件设计整形扩束系统的思路。本文设计的整形扩束系统对入射光束宽度与发散角具有一定的动态范围,是一种介于针对单一参数设计的被动整形补偿系统与主动光学整形系统之间的半自动光学整形系统。对于需要加自适应光学系统进行进一步光束净化的实验来说,板条激光器出射的矩形光束经过本课题设计的光束整形扩束系统后的出射光束为方形光束,增大了光束在波前校正器上的有效覆盖范围,有利于后续AO系统对其波前畸变的校正补偿,释放变形镜的行程,减小了波前校正器对剩余波前畸变补偿校正的压力。本文利用矩阵光学光学传输矩阵理论进行光学整形扩束系统的初始结构参数的计算,并对初始结构进行优化。对优化后的光束整形系统做了仿真分析及验证实验。仿真及实验表明,本课题设计的光束整形系统可以将1.5mm×15mm的矩形光束整形扩束为尺寸在15mm×15mm至20mm×20mm范围内变化的方形准直光束,并且能够较好地达到光束整形与像差补偿的效果。板条激光器出射的光束经过整形系统后,其光束波前像差有较大的改善,远场能量集中度大大增加。