El díode làser és essencialment un díode semiconductor. Segons si el material d'unió del PN és el mateix, el díode làser es pot dividir en una homojunció, una sola heterojunció (SH), una doble heterojunció (DH) i un díode làser quàntic (QW). Els díodes quàntics ben làser tenen els avantatges del corrent de llindar baix i la potència de sortida alta, i són els productes principals en el mercat. En comparació amb els làsers, els díodes làser tenen els avantatges d'alta eficiència, mida petita i llarga vida, però la seva potència de sortida és petita (generalment menys de 2mW), la linealitat i la monocromàtica no són bones, de manera que les seves aplicacions en els sistemes de televisió per cable es veuen afectades. Molt limitat, no pot transmetre senyals analògics multicanal i d'alt rendiment. En el mòdul de retorn del receptor òptic bidireccional, la transmissió d'enllaços amunt generalment utilitza un díode quàntic ben làser com a font de llum.
Un díode làser semiconductor, un parell d'avions paral·lels perpendiculars a la unió del PN, forma una cavitat Fabry-Perot, que pot ser el pla d'escot del cristall de semiconductors o un avió polit. Els altres dos costats són relativament durs per eliminar l'acció làser en altres direccions en la direcció principal.
L'emissió de llum en semiconductors sol ser el resultat de la recombinació dels portadors. Quan la unió PN del semiconductor s'aplica amb un voltatge cap endavant, la barrera d'unió PN es debilita, obligant els electrons a ser injectats des de la regió N a través de la unió PN a la regió P, i els forats s'injecten des de la regió P a través de la unió PN a la regió N, i aquests s'injecten prop de la unió PN. Els electrons i forats d'equilibri es recombinen per emetre fotons de longitud d'ona λ, que tenen la següent fórmula:
λ = hc / Per exemple (1)
h—Planck constant; c-velocitat de la llum; Per exemple, l'amplada prohibida de la banda del semiconductor.
El fenomen anterior de luminescència a causa de la recombinació espontània d'electrons i forats s'anomena emissió espontània. Quan els fotons generats per emissió espontània passen a través del semiconductor, una vegada que passen a través dels parells de forats d'electrons emesos, poden estar emocionats de recombinar-se i generar nous fotons, que indueixen als portadors excitats a recombinar i emetre nous fotons. El fenomen s'anomena radiació estimulada. Si el corrent d'injecció és prou gran, es forma una distribució portadora oposada a l'estat d'equilibri tèrmic, és a dir, el nombre de població s'inverteix. Quan els portadors de la capa activa es troben en un gran nombre de reversions, una petita quantitat de fotons generats espontàniament generen radiació inductiva a causa de la reflexió recíproca en ambdós extrems de la cavitat ressonant, resultant en retroalimentació positiva de la ressonància selectiva de freqüència, o guany per a una certa freqüència. Quan el guany és més gran que la pèrdua d'absorció, una llum coherent amb una bona línia espectral, el làser, es pot emetre des de la unió de PN, que és el principi simple del díode làser.