Laserdioden er egentlig en halvlederdiode. I henhold til om PN-kryssmaterialet er det samme, kan laserdioden deles inn i et homojunksjon, et enkelt heterojunksjon (SH), et dobbelt heterojunction (DH) og en quantum well (QW) laserdiode. Kvantbrønnlaserdioder har fordelene med lav terskelstrøm og høy utgangseffekt, og er de vanlige produktene i markedet. Sammenlignet med lasere har laserdioder fordelene med høy effektivitet, liten størrelse og lang levetid, men deres utgangseffekt er liten (generelt mindre enn 2 mW), linearitet og monokromaticitet er ikke bra, så deres applikasjoner i kabel-TV-systemer påvirkes. Svært begrenset, kan ikke overføre flerkanals analoge signaler med høy ytelse. I returmodulen til den toveis optiske mottakeren bruker uplinkoverføringen vanligvis en kvantebrønnlaserdiode som lyskilde.
En halvlederlaserdiode, et par parallelle plan vinkelrett på PN-krysset, danner et Fabry-Perot-hulrom, som kan være spaltningsplanet til halvlederkrystallen eller et polert plan. De to andre sidene er relativt grove for å eliminere laservirkningen i andre retninger i hovedretningen.
Lysutslipp i halvledere skyldes vanligvis rekombinasjon av bærere. Når PN-krysset til halvlederen påføres med en fremoverspenning, svekkes PN-kryssbarrieren, noe som tvinger elektroner til å injiseres fra N-regionen gjennom PN-krysset inn i P-regionen, og hull injiseres fra P-regionen gjennom PN kryss i N-regionen, og disse injiseres i nærheten av PN-krysset. Likevektselektronene og hullene rekombineres for å avgi fotoner med bølgelengde λ, som har følgende formel:
λ=hc / Eg (1)
h — Planck konstant; c — lysets hastighet; F.eks. - den forbudte båndbredden til halvlederen.
Ovennevnte fenomen av luminescens på grunn av spontan rekombinasjon av elektroner og hull kalles spontan emisjon. Når fotonene som genereres av spontan utslipp passerer gjennom halvlederen, når de passerer gjennom de utsendte elektronhullparene, kan de være glade for å rekombinere og generere nye fotoner, som får de eksiterte bærerne til å rekombinere og avgi nye fotoner. Fenomenet kalles stimulert stråling. Hvis injeksjonsstrømmen er stor nok, dannes en bærerfordeling motsatt den termiske likevektstilstanden, det vil si populasjonsnummeret blir reversert. Når bærerne i det aktive laget er i et stort antall reverseringer, genererer en liten mengde spontant genererte fotoner induktiv stråling på grunn av gjensidig refleksjon i begge ender av resonanshulen, noe som resulterer i positiv tilbakemelding av frekvensselektiv resonans, eller gevinst for en viss frekvens. Når forsterkningen er større enn absorpsjonstapet, kan et sammenhengende lys med en god spektral linje, laseren, sendes ut fra PN-krysset, som er det enkle prinsippet for laserdioden.