Diodų lazerinis aparatas

Diodinių lazerinių mašinų tipai

Kraštus spinduliuojantys diodiniai lazeriai
Kraštą spinduliuojantys diodiniai lazeriai skleidžia lazerio šviesą iš puslaidininkinio lusto krašto. Jie skleidžia šviesą lygiagrečiai lusto paviršiui. Kraštus spinduliuojantys diodiniai lazeriai susidaro iš lusto, pagaminto iš galio arsenido (GaAs), indžio fosfido (InP) arba galio nitrido (GaN). Lustas sudarytas iš dviejų (ar daugiau) sluoksnių, įskaitant krūvio išeikvojimo (aktyviąją) sritį pn sandūroje, kur atsiranda lazerio efektas.

Kraštų spinduliavimo diodai gali užtikrinti aukštą optinės galios lygį, nuo milivatų iki dešimties ar daugiau vatų. Jie taip pat pasižymi didesniu nei įprasta elektros efektyvumu, palyginti su daugeliu kitų lazerių ir lazerinių diodų tipų. Šie lazeriai naudojami daugumoje sričių: telekomunikacijų, optinių duomenų saugojimo, brūkšninių kodų nuskaitymo, lazerinio spausdinimo, optinio jutimo, medicinos įrangos, pramoninių lazerinių sistemų.

Vertikalios ertmės paviršiaus spinduliavimo diodų (VCSED) lazeriai
VCSED įrenginiai dažniau vadinami vertikalios ertmės paviršių spinduliuojančiais lazeriais (VCSEL). Tai puslaidininkinių lazerinių diodų klasė, kuri skleidžia lazerio šviesą statmenai lusto paviršiui, per viršutinį lusto paviršių. VCSEL yra suformuoti iš pn jungties lusto su vertikalia ertme, kurią sudaro du paskirstyti Bragg atšvaitai. Aktyvioji sritis, kurioje šviesą inicijuoja įkrovos atšaukimas, yra centre tarp šių veidrodžių. Šis lazerio tipas paprastai užpildo aktyvųjį regioną kvantiniais šuliniais arba panašiomis stiprinimą sukeliančiomis struktūromis. Šviesa skleidžiama statmenai lusto paviršiui kaip apskritas arba elipsinis spindulys su aiškiai apibrėžtu ir simetrišku profiliu. Šis pluošto profilis gerai reaguoja į kolimaciją su santykinai mažu skirtumu.

Šie įrenginiai turi keletą privalumų, palyginti su kraštinius spinduliuojančius diodinius lazerius. Jų slenkstinė srovė yra maža, o tai leidžia pasiekti aukštą elektros efektyvumą esant mažam galios lygiui. Tie prietaisai su apskrito pluošto profiliu puikiai tinka jungti prie optinių skaidulų. Pagrindinis VCSEL privalumas yra tas, kad juos galima gaminti plokštelių mastu, todėl mažesnės gamybos sąnaudos ir didesnis vienodumas nei individualiai sukonstruoti įrenginiai.

VCSED lazeriai gali skleisti įvairių bangų ilgių diapazoną nuo vidutinio iki beveik infraraudonųjų spindulių, taip pat matomą šviesą. Išvesties bangos ilgis atsiranda dėl medžiagos pasirinkimo, sankryžos konstrukcijos ir rezonansinės ertmės formos. Jie plačiai naudojami: šviesolaidiniuose tinkluose, optinėse jungtyse ir didelės spartos duomenų perdavimo sistemose. Jie taip pat naudojami 3D jutimui veido atpažinimui ir gylio jutimui mobiliuosiuose įrenginiuose ir bendresnėse optinėse ir jutimo programose, tokiose kaip optinės pelės, lazeriniai spausdintuvai ir 3D skaitytuvai.

Paskirstytojo grįžtamojo ryšio (DFB) lazeriai
DFB (distributed feedback) lazerių struktūra panaši į kitų puslaidininkinių lazerių. Tačiau periodinės gardelės struktūros įtraukimas į aktyviąją sritį arba išorinį bangolaidį yra unikalus šiai klasei. Paskirstytą grįžtamojo ryšio gardelę sudaro periodinis bangolaidžio srities lūžio rodiklio kitimas, dėl kurio periodiškai moduliuojamas stiprinimo profilis. Tai veikia kaip grįžtamojo ryšio mechanizmas, verčiantis optinį grįžtamąjį ryšį / sustiprinti pasirinktu bangos ilgiu ir slopinti kitus režimus. Tai reiškia, kad šie įrenginiai skleidžia tam tikro bangos ilgio šviesą, turinčią didelį spektrinį grynumą ir siaurą linijos plotį. Tai idealiai tinka didelės spartos šviesolaidiniam ryšiui, jutimui ir įvairioms didelės skiriamosios gebos spektroskopijos ir metrologijos programoms.

DFB lazeriai taip pat gali būti sukurti taip, kad būtų galima suderinti bangos ilgį ribotame diapazone. Tai atsiranda dėl temperatūros nustatymo, srovės derinimo arba išorinio grįžtamojo ryšio mechanizmo, leidžiančio reguliuoti lūžio rodiklį.

Kvantinės kaskados lazeriai (QCL)
Kvantinis kaskadinis lazeris (QCL) kaip lazerio šaltinį naudoja kvantinius kaskadinius perėjimus tarp energijos lygių keliose puslaidininkių sandūrose. QCL yra sukonstruoti iš kelių kvantinių šulinių, o barjerus sudaro įvairių juostų tarpų puslaidininkiniai sluoksniai. Kai taikoma priekinė poslinkio srovė, elektronai ir skylės keliauja per kelis kvantuotos energijos lygius, efektyviai generuodami fotonus kiekvieno perėjimo metu. Jie skleidžia spinduliuotę vidutinio infraraudonųjų spindulių ir terahercų elektromagnetinio spektro srityse ir gali skleisti platų bangos ilgių diapazoną šiuose regionuose. Daugeliui vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerinių technologijų reikalingas kriogeninis aušinimas, o QCL veikia kambario temperatūroje, todėl jie idealiai tinka programoms, kurioms reikalingas šis dažnių diapazonas. Dėl didelio optinės galios lygio jie yra tinkami didesnės energijos reikmėms, užtikrinantys nuolatinių bangų (CW) režimą su labai stabilia išvestimi.

Palyginti paprastas emisijos bangos ilgio derinimas pasiekiamas reguliuojant sluoksnių storį ir poslinkio įtampą, todėl jie idealiai tinka spektroskopinės analizės programoms, kurioms reikia kelių bangos ilgių. Jie taip pat naudojami aplinkos stebėjimui, medicininės diagnostikos sistemoms, nuotoliniam stebėjimui ir laisvos erdvės ryšiui.

Išorinės ertmės diodų lazeriai (ECDL)
ECDL yra įrenginio formatas, kuris naudoja išorinę ertmę, dažniausiai išorinį reflektorių arba groteles, kad sustiprintų lazerio išvestį ir valdytų jo charakteristikas. ECDL leidžia padidinti derinimą, siaurą linijos plotį ir tikslų bangos ilgio valdymą, palyginti su kitais diodinio lazerio formatais. Jie turi panašią struktūrą kaip ir kiti diodiniai lazeriai, turintys į priekį nukreiptą pn sandūrą ir aktyvią sritį, kurioje spinduliuojami fotonai. Prie lazerio pridedama išorinė ertmė, kad būtų užtikrintas optinis grįžtamasis ryšys, leidžiantis tiksliai nustatyti spinduliavimo dažnį. Šioje ertmėje yra reflektorius, grotelės ar kita optinė struktūra, kuri atspindi dalį spindulio atgal į ertmę.

ECDL gali palengvinti siauresnį linijų plotį, palyginti su kitų tipų diodiniais lazeriais. Išorinė ertmė slopina nepageidaujamus išilginius režimus ir optinį triukšmą, užtikrindama geresnę darną ir siauresnį linijos pločio pluoštą. Šios klasės prietaisai idealiai tinka programoms, kurioms reikalingas didelis spektrinis grynumas labai tiksliam optiniam kvantavimui.

ECDL užtikrina žymiai geresnį bangos ilgio derinimą, palyginti su dauguma diodinių lazerių. Lazerio bangos ilgį galima tiksliai sureguliuoti subtiliai reguliuojant išorinio reflektoriaus ar grotelių padėtį arba kritimo kampą. Tai leidžia taikyti platų spektroskopijos, atominės ir molekulinės fizikos bei metrologijos taikymo sritį. Geros konstrukcijos išorinėje rezonansinėje ertmėje privalumas yra tas, kad emisijos dažnis gali būti reguliuojamas be režimo šuolio, tai yra, galima atlikti sklandų reguliavimą tarp norimų bangos ilgių be asimptotinių ir trikdančių žingsnių pokyčių.

Kūginiai diodiniai lazeriai
Kūginiai diodiniai lazeriai (arba kūginiai stiprintuvai; kūginiai lazeriai) yra lazerių klasė su kūgine stiprinimo ertme. Šie lazeriai pasiekia didelę galią, gerą pluošto kokybę ir aukštą elektros efektyvumą. Ši siaurėjanti sritis yra platesnė įvesties gale ir palaipsniui siaurėja link išvesties galo. Šis siaurėjimas padeda padidinti spindulio plotį ir sumažinti optinį tankį lazerio stiprinimo srityje.

Kūginė stiprinimo sekcija leidžia padidinti režimo plotą, leidžiantį išgauti didesnę optinę galią. Tai taip pat padeda pagerinti pluošto kokybės kolimaciją išvestyje. Smailėjimas taip pat padidina panaudotos siurblio energijos panaudojimo efektyvumą. Kitas kūgio privalumas yra padidinti stiprinimo spektrą, leidžiantį gauti platesnį bangos ilgių diapazoną išėjime. Šis suderinamumas yra ypač vertinga klasės savybė. Šie prietaisai plačiai naudojami medžiagų apdirbimui, graviravimui lazeriu ir siurbimui lazeriu (didelės galios dujiniams ir kietojo kūno lazeriams). Dėl didelės galios ir geros spindulių kokybės jie tinka sudėtingiems darbams, kuriuose tikslumas, greitis ir galia yra būtini.

Superliuminescenciniai diodiniai (SLD) lazeriai
SLD (superliuminescenciniai diodai) lazeriai, taip pat žinomi kaip sustiprintos spontaninės emisijos (ASE) šaltiniai, yra lazerio tipas, sujungiantis lazerinių diodų ir šviesos diodų savybes. Jie skleidžia plataus spektro didelio intensyvumo šviesą, todėl tinka tam tikroms vaizdų, šviesolaidinio jutimo ir telekomunikacijų programoms. SLD lazeriai generuoja nenuoseklią šviesą per sustiprintą spontanišką emisiją. Šie įrenginiai skleidžia platų šviesos dažnių diapazoną, nuo dešimčių iki šimtų nanometrų, todėl SLD yra tinkami programoms, kurioms reikalingas platus spektrinis diapazonas arba didelės raiškos vaizdavimas. SLD suteikia labai ryškią išvestį, kuri yra optinės galios matas, tenkantis erdvės kampo vienetui ir bangos ilgio juostos pločio vienetui. Didelis ryškumas atsiranda dėl sustiprintos spontaninės emisijos ir optinio stiprinimo. Jų išvestis turi trumpą koherentiškumo ilgį, palyginti su įprastais lazeriais. Tai atstumas, per kurį elektromagnetinės bangos palaiko savo fazių ryšį. Dėl to jie tinka programoms, kurioms reikia mažos koherencijos trukdžių arba gylio skiriamosios gebos vaizdo. SLD naudojami optinės koherentinės tomografijos (OCT), šviesolaidinio jutimo, spektroskopijos, biomedicininio vaizdo, optinės metrologijos ir optinių bandymų srityse. Jie ypač vertingi UŠT sistemose, skirtose didelės raiškos biologinių audinių ir medžiagų vaizdavimui.

Dvigubos heterostruktūros lazeriai
Dvigubos heterostruktūros (DH) lazeriai yra lazerinių diodų šeimos atšaka, integruojanti heterostruktūrą, kuri pagerina technologijos veikimą. DH lazeriai turi mažesnę slenkstinę srovę, didesnį efektyvumą ir didesnę išėjimo galią, lyginant su įprasta homosandūrų konstrukcija.

DH lazeriai surenkami iš dviejų pn sandūrų, suformuotų trimis sluoksniais. Išeikvojimo zona (centras, n tipo sluoksnis) yra sujungta tarp dviejų p tipo sluoksnių su platesniu pralaidumu. Ši konfigūracija sukuria efektyvų laikmenų uždarymą ir optinį režimą be nuotėkio, padidindama elektros efektyvumą ir bendrą našumą. Didesnis nešiklio uždarymas padeda padidinti nešiklio tankį ir rekombinaciją, todėl daugumoje aspektų padidėja našumas ir pagerėja veikimo efektyvumas. Antrinė nauda yra ta, kad heterostruktūra sukelia optinį uždarymą, padidindama šviesos ir medžiagos sąveiką. Mažesnė slenkstinė srovė atsiranda dėl mažesnio įkrovimo nešiklio nuotėkio, leidžiantį lazeriui pasiekti lazerio įjungimo pradžios slenkstį esant mažesniam srovės lygiui.

Šie įrenginiai plačiai naudojami telekomunikacijose, optiniuose duomenų įrenginiuose, lazeriniame spausdinime ir lazeriu veikiančiose matavimo sistemose. Jie ypač vertingi tolimuose šviesolaidiniuose ryšiuose, kuriuose naudingas didelis efektyvumas, mažos slenkstinės srovės ir didelė galia.

Kvantinių šulinių diodiniai lazeriai
Kvantinių šulinių diodų lazeriai yra prietaisų, kuriuose yra kvantinių gerųjų struktūrų, kurios pagerina optines / elektrines savybes, šeima. Jie pasiekia mažesnę slenkstinę srovę, didesnį energijos vartojimo efektyvumą ir geresnį bangos ilgio valdymą, palyginti su pagrindiniais įrenginiais. Šie įtaisai yra pagaminti iš plonų puslaidininkinių plokštelių su siauresniu pralaidumu sluoksniuotos struktūros, apgaubtų aukštesniais juostos tarpo sluoksniais. Kvantinio šulinio sluoksnis sukuria izoliavimo sritį tiek nešėjams, tiek generuojamiems fotonams, pagerindamas optinį stiprinimą. Uždaras nešiklis pasiekia didesnį tankį kvantinio šulinio srityje, o tai palengvina geresnį nešiklių naudojimą skatinamai emisijai, todėl pagerėjo galios konversijos efektyvumas. Jie leidžia tiksliai valdyti generuojamą bangos ilgį, reguliuojant šulinio plotį ir sudėtį. Tai leidžia tiksliai sureguliuoti emisijos bangos ilgį pagal sudėtingas specifikacijas.

Kvantinių šulinių diodų lazeriai yra žinomi dėl siauros linijos pločio išėjimo. Išilginio režimo konkurencijos slopinimas ir sumažintas optinis triukšmas užtikrina geresnę darną ir siauresnį spektrinį elgesį. Šis įrenginio formatas ypač naudingas telekomunikacijų, optinių duomenų saugojimo, lazerinio spausdinimo ir medicininės diagnostikos srityse. Kompaktiški ir veiksmingi šviesolaidinio ryšio spinduliuotės šaltiniai yra labai svarbūs didelio pralaidumo ir tolimojo pluošto optikoje.

Vieno išilginio režimo lazeriniai (SLM) lazeriai
Vieno išilginio režimo (SLM) lazeriai skleidžia šviesą, kad sukurtų vieno dažnio arba bangos ilgio išvestį su dideliu koherentiškumu ir siauru linijos pločiu. SLM lazeriai taiko įvairius metodus, tokius kaip režimo pasirinkimo elementai, dažnio stabilizavimo metodai ir ertmės dizaino optimizavimas, kad būtų pasiekta ši vieno režimo išvestis. Trikdžių išilginių režimų slopinimas sukuria labai nuoseklią išvestį su siauru dažnių spektru.

SLM lazeriai naudojami įvairiose srityse, tokiose kaip telekomunikacijos, šviesolaidinis jutimas, metrologija, spektroskopija ir interferometrija, taip pat kaip tyrimo įrankiai dėl didelio koherentiškumo, tikslaus bangos ilgio valdymo ir siauro linijos pločio.

Tarpjuostiniai kaskadiniai lazeriai
Interband kaskadiniai lazeriai (ICL) veikia tarpjuostiniu perėjimu tarp skirtingų elektroninių juostų aktyvioje srityje. Jie užtikrina efektyvų ir didelio našumo veikimą vidutinio infraraudonųjų spindulių bangos ilgio spektre. ICL naudojasi tarpjuostiniais perėjimais tarp energijos juostų kiekvienoje plokštelėje, išnaudojant pakopinius perėjimus tarp kelių etapų / kvantinių šulinių, kad būtų padidintas optinis stiprinimas ir lazerio spinduliuotė. Įprasti diodiniai lazeriai remiasi labiau ribotais tarpjuostiniais perėjimais. Paprastai jie yra skirti generuoti spinduliuotę vidutinių infraraudonųjų spindulių bangos ilgiais, nuo 3 iki 12 mikrometrų. Kelios kvantinių šulinių pakopos yra elektra sujungtos kaskadine konfigūracija. Kiekvienas etapas dalyvauja stiprinimo procese, todėl optinis stiprinimas yra didesnis nei vienos jungties įrenginiai.

ICL suteikia ypač mažą slenkstinę srovę lazeravimo pradžiai. Didesnis nešiklio transportavimo ir panaudojimo efektyvumas lemia mažesnes energijos sąnaudas. ICL taikomi dujų jutimui, cheminei analizei, aplinkos stebėjimui, pramoninių procesų valdymui ir laisvos erdvės optiniams ryšiams. Vidutinės infraraudonosios spinduliuotės spinduliuotė yra naudinga aptikti ir išmatuoti konkrečius teršalus.

Atskiri uždarymo heterostruktūriniai lazeriai
Atskiros izoliacijos heterostruktūros (SCH) lazeriuose naudojamas heterostruktūros dizainas, siekiant pagerinti optines ir elektrines savybes. Tai sumažina optinius nuostolius, padidina nešiklio izoliaciją ir pagerina bendrą našumą, palyginti su įprastais homojunkciniais lazeriais. SCH lazeriuose yra kelios plokštelės su skirtingais intervalais, kad sudarytų sudėtingesnę heterostruktūrą. Išsekimo sluoksnis yra padengtas platesniais juostos tarpo sluoksniais. Šis sudėtingumas leidžia geriau apriboti tiek nešiklius, tiek optinius režimus.

Geresnis uždarymas ir mažesnis optinis nuotėkis atsiranda dėl apvalkalo sluoksnių, sulaikančių optinį ir krūvininkų aktyvumą aktyvioje srityje. Sumažėjęs nešiklio nuotėkis ypač pagerina slenkstinę srovę ir elektros efektyvumą. Tai savo ruožtu pagerina našumą, palyginti su homojunkciniais lazeriais, nes pagerina temperatūros stabilumą, didesnį moduliacijos dažnių juostos plotį ir nuo temperatūros priklausomą bangos ilgio poslinkį. SCH lazeriai ypač naudingi tais atvejais, kai reikalingas efektyvumas ir temperatūros stabilumas. Jie tinka bendroms reikmėms, pavyzdžiui, telekomunikacijoms, optiniams duomenų saugojimui, lazeriniam spausdinimui, optiniam jutimui ir lazeriu pagrįstiems tyrimams, tačiau jie ypač tinka atšiauresnėms aplinkoms ir šviesolaidinių ryšių sistemoms.

Paskirstyti Bragg reflektoriaus (DBR) lazeriai
Paskirstytasis Bragg reflektorius (DBR) yra įrenginiai, kuriuose yra paskirstytas Bragg reflektorius, integruotas į stiprinimo ertmę. Šis aspektas leidžia tiksliai valdyti skleidžiamą dažnį ir siaurą filtravimą, kad būtų užtikrintas geras spektrinis grynumas ir pasirinkimas. Bragg groteles sudaro kintami aukšto ir mažo lūžio rodiklio medžiagų sluoksniai, kurie veikia kaip bangos ilgio atrankinis veidrodis. Ši struktūra atspindi visų nepasirinktų bangų ilgių šviesą, leisdama norimai spinduliuotei sklisti per stiprinimo ertmę. Ši struktūra užtikrina tikslų bangos ilgio selektyvumą, o reguliuojant gardelės periodą arba lūžio rodiklio poras, skleidžiamą bangos ilgį galima sureguliuoti per diapazoną. Tai palengvina pritaikymą ir suderinamumą su įvairiomis programomis, įskaitant bangos ilgio padalijimo tankinimo (WDM) sistemas ir optinę koherentinę tomografiją (OCT).

DBR lazeriai suteikia siauro linijos pločio išvestį dėl paskirstyto Bragg gardelės grįžtamojo ryšio. Grotelės slopina nepageidaujamus išilginius režimus ir sukuria siauro spektrinio pločio vienmodį spinduliavimą. Šie įrenginiai užtikrina naudingus, didelius šoninio režimo slopinimo koeficientus (HMSSR), kurie atspindi galios skirtumą tarp norimo lazerio režimo ir gretimų režimų, ir užtikrina selektyvumą, spektrinį grynumą ir siaurą linijos plotį.

DBR lazeriai naudojami telekomunikacijų, šviesolaidinio jutimo, spektroskopijos, metrologijos ir optinės koherentinės tomografijos srityse. Jie naudojami kaip tikslūs ir stabilūs šviesos šaltiniai įvairiose sistemose, kurioms reikalingas specifinis bangos ilgis, siauras linijų plotis ir didelis spektrinis grynumas.

Vertikalios išorinės ertmės paviršių spinduliuojantys lazeriai
Vertikalios išorinės ertmės paviršių spinduliuojantys lazeriai (VECSEL) yra specialaus tipo lazeriniai įrenginiai, kurie sujungia tiek vertikalios ertmės paviršių spinduliuojančių lazerių (VCSEL), tiek išorinės ertmės diodų lazerių (ECDL) naudingas savybes. Dėl to atsiranda unikalių savybių, tokių kaip didelė išėjimo galia, bangos ilgio derinimas ir puiki pluošto kokybė.

VECSEL lazerio ertmė yra vertikaliai orientuota, todėl šviesa skleidžiama statmenai lusto paviršiui. Ši vertikali konstrukcija leidžia efektyviai išsklaidyti šilumą ir tiksliai valdyti skleidžiamą spindulį. Jų išorinės ertmės konfigūracija yra sudaryta iš papildomų atspindinčių paviršių, esančių už lusto struktūros. Tai leidžia valdyti bangos ilgį, formuoti pluoštą ir keisti galią. VECSEL gali turėti didesnę išėjimo galią nei VCSEL, nes išorinės ertmės konfigūracija pagerina šilumos išsklaidymą. Tikslus bangos ilgio derinimas plačiame spektro diapazone pasiekiamas pakeičiant išorinių ertmių veidrodžių padėtį arba reguliuojant įrenginio darbinę temperatūrą. Naudojant tiksliai suprojektuotą išorinę ertmę, VECSEL pasiekia aukštos kokybės mažo nuokrypio kampo ir vienodo pluošto profilio išvestį.

VECSEL naudojami moksliniams tyrimams, medžiagų apdorojimui, medicininei diagnostikai, optiniam jutimui ir telekomunikacijoms. Jie naudojami tikslioms programoms, tokioms kaip lazerinė spektroskopija, aušinimas lazeriu ir atomų gaudymas / manipuliavimas, lazerio abliacija ir didelio duomenų perdavimo spartos optinis ryšys.

Daugiailginio režimo (MLM) lazeriai
Daugiailginio režimo (MLM) lazeriai siūlo neįprastą galimybę spinduliuoti keliose, glaudžiai išdėstytose, bet siaurose dažnių juostose, palyginti plačiame spektre. MLM lazerių išilginiai režimai yra siaurai išdėstyti. Atstumas priklauso nuo rezonansinės ertmės funkcinės konstrukcijos, tokios kaip jos ilgis ir lazerinės terpės lūžio rodiklis. Jų platus emisijos spektras yra dėl šių kelių režimų buvimo. Režimų spektrinis plotis ir pasiskirstymas atsiranda dėl ertmės ir sankryžos konstrukcijos, taip pat dėl ​​veikimo sąlygų.

MLM lazeriai naudojami spektroskopijoje, metrologijoje, interferometrijoje ir telekomunikacijose. Jie ypač tinka optinei koherentinei tomografijai (OCT), kurioje galimas didelės raiškos vaizdas, atsirandantis dėl kelių išilginių režimų trukdžių.

Diodinio lazerinio įrenginio taikymas

Kaip prižiūrėti diodinį lazerinį įrenginį

Kaip veikia diodinis lazeris

Diodiniai lazeriai veikia stimuliuodami fotonų emisiją puslaidininkių sandūroje. Puslaidininkinė medžiaga turi specifines energijos juostos tarpas, kurios sukelia koherentinės šviesos generavimą ir stiprinimą. Diodas susideda iš pn sandūros. n tipo sritis sukuria neigiamai įkrautų nešiklių (elektronų) perteklių, o p-tipas sukuria teigiamo krūvio nešiklių (skylių) perteklių. Sankryža sudaro išeikvojimo sritį tarp dviejų medžiagų. Kai per sandūrą taikoma tiesioginė poslinkio įtampa (+ve į p ir -ve į n medžiagą), teka srovė. Dėl to krūvininkai juda per sankryžą. Elektronai iš n srities ir skylės iš p srities įpurškiami į išeikvojimo sritį. Jie susitinka ir neutralizuojasi, išskirdami fotoną kiekvienam atšauktam įkrovimui.

Diodinio lazerio galuose yra atspindintys paviršiai, sudarantys „optinę ertmę“. Fotonai atsispindi viduje, o optinis grįžtamasis ryšys sustiprina stimuliuojamą spinduliuotę ir sukuria siauros juostos nuoseklią šviesą. Stimuliuojanti emisija taip pat atsiranda, kai fotonas sąveikauja su sužadintu elektronu, todėl jis išspinduliuoja kitą fotoną. Šie papildomi fotonai yra identiški paleidžiančiam fotonui, o tai lemia stiprinimą. Kai stimuliuojama emisija tęsiasi ir fotonai atsispindi ertmėje, lazerio energijos intensyvumas didėja.