传统光纤传送的二极管激光器的光束质量相对较差(“直接二极管”激光器)插座效率可以达到40％左右，但仅限于传导焊、钎焊以及表面处理应用。如果常规半导体激光器光束质量提高到约40 mm•mrad，一个直接二极管系统的插座效率会下降到约32％。

　　为了挖掘直接二极管系统的效率优势，进一步提高光束质量，通快开发了新的设计理念并运用到光纤传导的二极管激光器上，输出功率达4 kW。其依据是使用光纤耦合二极管模块，此模块具有下列特点：二极管模块提供输出功率100 W的激光，输出光纤直径仅100μm，数值孔径(NA)小于0.12，见图1。

　　同束腰尺寸一起，数值孔径直接关系到光束质量：在给定束腰直径下，光束的数值孔径越小，聚焦性越好。相同的聚焦直径下具有更低数值孔径的二极管激光器可以获得更大的工作距离和焦深；相同的工作距离下聚焦直径则更小；聚焦直径相同时，则拥有更紧凑的光学系统。

通快高功率直接半导体激光器单元由多个二极管模块和一个光纤合束器组成。从来自多达19个模块的光束组合进入单一的输出光纤，这样一个单元可以输出高达1900 W的激光。这19个光纤拼接形成一个锥形光纤束，其直径约为单个二极管模块光纤的5倍，所以输出光纤约500μm。光纤合束器是工业级别的，损失可以忽略不计。

　　当几个单独的模块以这种方式合束，输出效率和单个模块相同，但光束质量会变差。相对于单个模块约5 mm•mrad的光束参数积(BPP)，由19模块合束而成的单元的BPP约为30 mm•mrad。

　　波长合束技术　　

　　高于1900 W的输出功率可以由多个波长光束耦合实现。在整个系统中单个激光模块单元的光束质量得以保持，同时功率可以通过增加不同波长的光束来提高。

　　粗波合束是一个众所周知的技术。各个模块单元产生的激光束通过光纤传导，并在光纤末端输出。从光纤纤芯输出的光束基于BPP以一定角度发散。BPP被定义为束腰半径和光束发散角的乘积。对于采用光纤传导的激光器，这等同于光纤纤芯半径和发散半角的乘积，或基本上等同于光纤纤芯半径和光纤数值孔径的乘积。因而，对于给定光纤直径下，数值孔径越小，光束质量就越高，光束聚焦性越好。