Laserdioden är i huvudsak en halvledardiod. Enligt om PN-knutpunktens material är detsamma, kan laserdioden delas in i en homojunktion, en enda heterojunktion (SH), en dubbel heterojunction (DH) och en kvantolnings (QW) laserdiod. Quantum väl laserdioder har fördelarna med låg tröskel nuvarande och hög uteffekt, och är de vanliga produkter på marknaden. Jämfört med lasrar, laserdioder har fördelarna med hög effektivitet, liten storlek och lång livslängd, men deras uteffekt är liten (i allmänhet mindre än 2mW), linjäritet och monokromatik är inte bra, så deras tillämpningar i kabel-TV-system påverkas. Mycket begränsad, kan inte överföra flera kanaler, högpresterande analoga signaler. I returmodulen för den dubbelriktade optiska mottagaren använder upplänköverföringen i allmänhet en kvantbrunnslaserdiod som ljuskälla.
En halvledarlaserdiod, ett par parallellplan som är vinkelrätt mot PN-korsningen, bildar en Fabry-Perot-hålighet, som kan vara halvledarkristallens klyvningsplan eller ett polerat plan. De andra två sidorna är relativt grova för att eliminera laseråtgärden i andra riktningar i huvudriktningen.
Ljusemission i halvledare resulterar typiskt från återkombination av bärare. När den PN korsningen av halvledaren appliceras med en framåt spänning, PN korsningen barriären försvagas, tvingar elektroner som skall injiceras från N-regionen genom PN korsningen i P-regionen, och hål injiceras från P-regionen genom PN korsningen i N-regionen, och dessa injiceras nära PN korsningen. Jämviktselektronerna och hålen kommer att rekombinera för att avge fotoner av våglängd λ, som har följande formel:
λ = hc/Eg (1)
h—Planck konstant; c—ljusets hastighet; T.ex..
Ovanstående fenomen av luministans på grund av spontana rekombination av elektroner och hål kallas spontana emission. När fotonerna som genereras av spontana utsläpp passerar genom halvledaren, när de passerar genom de avgivna elektronhålsparen, kan de vara glada över att kombinera och generera nya fotoner, som inducerar de upphetsade transportörerna att kombinera och avge nya fotoner. Fenomenet kallas stimulerad strålning. Om injektionsströmmen är tillräckligt stor bildas en bärarefördelningsmot det termiska jämviktstillståndet, det vill säga populationstalet återförs. När bärarna i det aktiva skiktet är i ett stort antal återföringar, en liten mängd spontant genererade fotoner generera induktiv strålning på grund av ömsesidig reflektion i båda ändar av den resonant hålighet, vilket resulterar i positiv återkoppling av frekvensen selektiv resonans, eller vinna för en viss frekvens. När förstärkningen är större än absorptionsförlusten kan ett sammanhängande ljus med en bra spektrallinje, lasern, avges från PN-korsningen, som är laserdiodens enkla princip.