多模激光二極管是功率高得多的器件（通常為>10 W至幾千瓦）。

光纖類型：重要的是要知道兩種類型的有源光纖，它們通常用于耦合從半導體激光管進來的光：

a.單模光纖的纖芯通常為幾μm（例如，波長為1μm的纖芯約為6μm，而波長為1.5μm米的約為9μm，約6倍）。

b.多模光纖是直徑較大的光纖，可以處理更高水平的光功率。標準版本纖芯直徑通常為62、100、200、400、800，甚至到>1000μm。直徑越小，就越容易用透鏡或顯微鏡物鏡將來自光纖的光線聚焦到一個小點上。

隨著波長的減小，纖芯直徑變得非常小。當考慮到其截止波長和該截止波長1.5倍之間的波長時，單模光纖運行良好。低于此范圍，光纖會變成多模光纖，高于此范圍，在彎曲光纖時，光很容易離開光纖。

1.  單模光纖耦合激光二極管

1.1 封裝類型：該類型的半導體激光管常用的有兩種封裝，一種“蝶形”封裝，封裝中集成了一個 TEC溫控冷卻器和一個熱敏電阻。單模光纖耦合半導體激光管通常能夠達到幾百mW到 1.5 W的輸出功率。

圖4：業(yè)界常見的3類半導體激光管發(fā)射器。

FP激光器最常見、最普通的半導體激光器，是以FP腔為諧振腔，發(fā)出多縱模相干光的半導體發(fā)光器件。工藝非常成熟，應(yīng)用廣泛。但FP的光譜特性不好，存在多個邊模和色散的問題。所以，只能用于中低速率（1-2G以下速率），短距離的應(yīng)用（小于20公里）。

為了降低發(fā)射帶寬并提高半導體激光管的整體穩(wěn)定性，半導體激光管制造商通常在輸出光纖內(nèi)添加光纖布拉格光柵。布拉格光柵在一個非常精確的波長上為半導體激光管增加了百分之幾的反射率。這會讓半導體激光管的發(fā)射帶寬整體減小。在沒有布拉格光柵的情況下發(fā)射帶寬通常為3-5nm，而在有布拉格光柵的情況下要窄得多（<0.1nm）。在沒有布拉格光柵的情況下波長光譜溫度調(diào)諧系數(shù)通常為 0.35 nm/°C，而在有布拉格光柵的情況下該值要小得多。

b. DFB（Distributed Feedback）分布式反饋激光器激光管

    DBR（Distributed Bragg Reflector）分布式布拉格反射激光器

DFB/DBR半導體激光管器件將布拉格光柵波長穩(wěn)定部分直接集成到半導體激光管內(nèi)部的增益介質(zhì)中，在諧振腔內(nèi)即形成選模結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)完全單模工作。這為DFB提供了一個更窄的發(fā)射波長，通常為1MHz（即~10-5nm），而不是帶有布拉格光柵的法布里-佩羅特的約0.1nm。所以光譜特性非常好，可以避免長度傳輸中色散的影響，廣泛用于長距離、高速率的應(yīng)用場合。波長光譜溫度調(diào)諧系數(shù)通常為 0.06 nm/°C。

圖 6：DFB 和 DBR 半導體激光管原理

2.  多模光纖耦合激光二極管

圖 7：單元件半導體激光管

多發(fā)射器：當多個發(fā)射器分離并與多模光纖中的其他隔離發(fā)射器光耦合在一起時。因此，輸出功率水平可擴展到數(shù)百瓦，并且光纖的尺寸可以保持較小，如 100 或 200 μm 纖芯。

圖 9：單個元件組裝在底座（左）或由 19 個發(fā)射器制成的單巴條上。

多巴條：當多個巴條組裝在一個大型水冷封裝中并耦合在大直徑多模光纖中時。我們在這里討論的是耦合到例如 600 或 800 μm 纖芯多模光纖中的 100 W甚至 KW。

• 典型的單一發(fā)射器的電壓電平為1.5V，電流為15A。
• 對于多發(fā)射器半導體激光管，發(fā)射器是串聯(lián)組裝的。這意味著電流水平不會改變（通常最大 15 A），但是電壓會隨著發(fā)射器數(shù)量增加而增加。（例如， 4.5V/15A的60 W半導體激光管）
• 一個半導體激光管巴條將所有發(fā)射器并聯(lián)組裝在一起。因此，電壓水平不變，但電流水平可以輕松達到 45 或 50 A。
• 同樣，當將多個巴條組裝在一起時，它們是串聯(lián)組裝的，因此電流水平（例如 45 A）不會改變，但電壓會隨著巴條數(shù)的增加而有規(guī)律地增加。