Laserska dioda je u suštini poluvodičja dioda. Prema tome da li je PN razvodni materijal isti, laserska dioda se može podijeliti na homojunkciju, jednu heterojunkciju (SH), dvostruku heterojunkciju (DH) i kvantnu dobro (QW) lasersku diodu. Kvantne laserske diode imaju prednosti niske prag struje i velike izlazne snage, te su glavni proizvodi na tržištu. U odnosu na lasere, laserske diode imaju prednosti visoke efikasnosti, male veličine i dugog života, ali njihova izlazna snaga je mala (općenito manja od 2mW), linearnost i monohromatičnost nisu dobre, pa su njihove primjene u kablovskom TV sistemu pogođene. Vrlo ograničeno, ne može odašiljati više kanalne analogne signale visokih performansi. U povratnom modulu bidirekcionog optičkog prijemnika, uplink prenos uglavnom koristi kvantnu lasersku diodu za dobro kao izvor svjetlosti.
Poluvodička laserska dioda, par paralelnih ravni uočljivo na PN čvor, formira Fabry-Perot šupljinu, koja može biti dekolte ravnina poluvodiča kristala ili polirane ravnine. Druge dvije strane su relativno grube za eliminaciju laserske akcije u drugim smjerovima u glavnom smjeru.
Emisija svjetlosti u poluvodicima obično rezultira rekombinacijom nosača. Kada se PN raskrsnice poluvodiča nanese sa prednjim naponom, PN razvodna barijera je oslabljena, prisiljavajući elektrone da se ubrizgaju iz N regiona kroz PN raskrsnicu u P region, a rupe se ubrizgava iz P regiona kroz PN junction u N regiju, a oni se ubrizgava u blizini PN raskrsnice. Ravnotežni elektroni i rupe će se rekombinirati da emitiraju fotone talasne dužine λ, koji imaju sljedeću formulu:
λ = hc /Eg (1)
h—Planck konstanta; c—brzina svjetlosti; Eg – zabranjena širina benda poluvodiča.
Gore navedeno fenomen luminescence zbog spontane rekombinacije elektrona i rupa naziva se spontana emisija. Kada fotoni generirani spontanom emisijom prođu kroz poluvodič, kada jednom prođu kroz emitirane parove elektron-rupa, mogu biti uzbuđeni da rekombiniraju i generišu nove fotone, što izaziva uzbuđene nosače da rekombiniraju i emitiraju nove fotone. Fenomen se zove stimulisano zračenje. Ako je struja ubrizgavanja dovoljno velika, formira se distribucija nosača nasuprot termalnom stanju ravnoteže, to jest broj populacije je obrnut. Kada su nosioci u aktivnom sloju u velikom broju preokreta, mala količina spontano generiranih fotona generira induktivno zračenje zbog reciprocnog odraza na oba kraja rezonantne šupljine, što rezultira pozitivnim povratnim signalom frekvencijske selektivne rezonancije, ili dobitkom za određenu frekvenciju. Kada je dobitak veći od gubitka apsorpcije, koherentna svjetlost sa dobrom spektralnom crtom, laserom, može se emitirati iz PN-ovog razvoda, što je jednostavan princip laserske diode.