光纤半导体激光器和发光二极管有相似的结构。AIGaAs半导体激光器的结构可以与发光二极管相比较。这里的能带相似，但是带隙能量值稍有改变。大部分半导体激光器是边发射的，面发射半导体激光器(VCSEL)在正向偏置下，电荷注入有源层，并在这里发生复合，产生自发的光辐射。一些注入电荷被其他光子激发而辐射。如果电流密度足够大，将有大量的注入电荷产生受激复合，光增益将更大。当增益足够大，可以与激光器的总损耗相等时，所对应的输入电流就是阈值电流，此时激光振荡器开始起振。半导体激光器的阈值电硫必须很小，以避免半导体变得过热，对于连续工作或在高峰值功率工作时更要特别注意。低阈值电流是通过采用异质结结构控制注入有源层的电荷和光波来实现的。异质结提供竖直方向的限制，在横方向上对电荷的限制则是通过带状电极来完成的，电荷只能注入到宽度很小的带形区(大约lOµm～20µm)。电荷进入复合层后只有很小的扩散。输出波长由有源层中1.55 eV的带隙能量决定，半导体激光器大约为0.8µm。
根据我们对平板波导的研究，光波不可能完全限制在有源层中。这是因为有一部分能量穿过全反射边界，在两边的媒质中有迅速衰减的拖尾。
沿平行于半导体晶面的方向切割，在激光器的前后两个解理面之间就形成了需要的光学谐振腔。AIGaAs材料和空气分界面的反射是32%(AIGaAs材料的折射率为3.6)。这样的反射率可以为振荡器提供足够的反馈。如果需要，还可以在端面涂上一层电介质薄膜来提高反射率。这种激光器典型的腔长是300加1。像氦氖激光器那样，由于有多个谐振模式起振，所以在其输出谱中含有多个纵模。通常，半导体激光器的辐射谱中包含有多个纵模，其辐射场则由几个横模组成。这就是说，多纵模激光器可以是多横模器件。单纵模激光器可以提供比多纵模激光器线宽更窄、相干性更好的输出光。为了降低色散的影响，对于长距离、高速率系统选择单纵模激光器是更恰当的。
单横模激光器与单模光纤之间的耦合效率比多横模激光器要高，这是因为前者的模式强度分布图样和光纤几乎是相同的。或者说，单横模半导体激光器输出的横模强度图样与单模光纤HE模式的近似高斯强度分布十分接近。如果激光器的光斑尺寸和光纤模式相同，则激光器的辐射模式与光纤的传播模式相匹配，从而实现高效率耦合。激光器的光斑尺寸可以通过置于激光器与光端面之间的透镜来调整。
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