Лазерният диод е по същество полупроводников диод. Според това дали материалът за PN възли е същият, лазерният диод може да бъде разделен на хомоюнекция, един хетероханичен (SH), двойна хетерохункция (DH) и квантов кладенец (QW) лазерен диод. Квантовите добре лазерни диоди имат предимствата на ниска праг на тока и висока изходна мощност, и са основните продукти на пазара. В сравнение с лазерите, лазерните диоди имат предимствата на висока ефективност, малък размер и дълъг живот, но тяхната изходна мощност е малка (обикновено по-малко от 2mW), линейността и монохромататността не са добри, така че техните приложения в кабелните телевизионни системи са засегнати. Много ограничен, не може да предава многоканални, високопроизводителни аналогови сигнали. В модула за връщане на двупосочния оптичен приемник, предаването на изходящата връзка обикновено използва квантовият и лазерния диод като източник на светлина.
Полупроводниковият лазерен диод, двойка успоредни равнини, перпендикулярни на PN връзката, образува кухина на Фабри-Перо, която може да бъде плоскостта на разцепването на полупроводниковия кристал или полираната равнина. Другите две страни са сравнително груби, за да се елиминира действието на лазера в други посоки в основната посока.
Светлинното излъчване в полупроводниците обикновено е резултат от рекомбинацията на носителите. Когато PN връзката на полупроводник се прилага с предно напрежение, PN кръстовището е отслабено, принуждавайки електроните да бъдат инжектирани от областта N през PN възела в Р участъка и се впръскват дупки от областта Р през PN връзката в областта N, като те се инжектират близо до PN връзката. Равновесните електрони и дупки ще рекомбинрат, за да излъчват фотони на дължина на вълната λ, които имат следната формула:
λ = hc/Eg (1)
h – Константа на Планк; c – скорост на светлината; Например – забранената ширина на лентата на полупроводник.
Гореспоменатото явление на луминесценция, дължаща се на спонтанна рекомбинация на електрони и отвори, се нарича спонтанна емисия. Когато фотони, генерирани от спонтанните емисии преминават през полупроводниците, след като преминат през емитираните двойки електронни дупки, те могат да се вълнуват от рекомбиниране и генериране на нови фотони, които предизвикват развълнуваните носители да рекомбинира и да излъчват нови фотони. Феноменът се нарича стимулирана радиация. Ако токът на инжектиране е достатъчно голям, се формира разпределение на носител срещу термичното равновесие, т.е. броят на населението се обръща. Когато носителите на активния слой са в голям брой обрати, малко количество спонтанно генерирани фотони генерират индуктивно излъчване, дължащо се на взаимното отражение в двата края на резонансната кухина, което води до положителна обратна връзка на честотата селективен резонанс или печалба за определена честота. Когато печалбата е по-голяма от загубата на поглъщане, кохерентна светлина с добра спектрална линия, лазерът, може да бъде излъчен от PN кръстовището, което е прост принцип на лазерния диод.