Dioda laserowa pełni funkcję emitowania spójnego światła poprzez wymuszoną emisję fotonów. Działa podobnie jak zwykła dioda, ale ma dodatkowe właściwości, które pozwalają na generowanie wąskiej, intensywnej wiązki światła. Diody laserowe przekształcają prąd elektryczny w światło, przepuszczając go przez materiał półprzewodnikowy, zwykle arsenek galu (GaAs) lub arsenek indu i galu (InGaAs), który jest umieszczony w strukturze obsługującej optyczne sprzężenie zwrotne dla emisji wymuszonej. Ta spójna emisja światła sprawia, że diody laserowe są przydatne w różnych zastosowaniach, w których wymagane są precyzyjne i skupione wiązki światła.
Funkcja zwykłej diody, takiej jak dioda elektroluminescencyjna (LED) lub dioda półprzewodnikowa, polega na umożliwianiu przepływu prądu w jednym kierunku i blokowaniu go w przeciwnym kierunku. Dioda spolaryzowana w kierunku przewodzenia (dodatnie napięcie przyłożone do anody względem katody) dioda przewodzi prąd, emitując światło w przypadku diody LED lub umożliwiając przepływ prądu w diodach innych typów. Ta właściwość sprawia, że diody są niezbędnymi elementami elektroniki do prostowania, modulacji sygnału, przełączania i regulacji napięcia.
Diody laserowe znajdują liczne zastosowania w różnych dziedzinach ze względu na ich wyjątkową zdolność do emitowania intensywnego, spójnego światła. Typowe zastosowania obejmują komunikację optyczną (światłowody), drukowanie laserowe, skanery kodów kreskowych, wskaźniki laserowe, procedury medyczne i chirurgiczne (lasery do cięcia lub koagulacji), czujniki laserowe do pomiaru odległości (LiDAR), optyczne urządzenia pamięci masowej (płyty CD i DVD) oraz badania naukowe (spektroskopia i mikroskopia). Ich niewielkie rozmiary, wydajność i zdolność do emitowania światła w określonych długościach fal sprawiają, że diody laserowe są niezbędne w nowoczesnej technologii.
Działanie diody laserowej polega na emisji spójnego światła poprzez emisję wymuszoną. Kiedy prąd przepływa przez złącze diody, elektrony i dziury łączą się ponownie, uwalniając fotony. Fotony te stymulują następnie inne wzbudzone elektrony do emisji większej liczby fotonów w fazie z początkowymi, co skutkuje kaskadą emisji światła, która jest spójna (w fazie i wyrównana kierunkowo). Proces ten generuje wysoce skoncentrowaną i skupioną wiązkę światła, odróżniającą diody laserowe od innych źródeł światła, takich jak diody LED, które emitują niespójne światło w szerszym spektrum.
Korzystanie z diody laserowej wymaga ostrożnej obsługi i integracji z obwodem lub systemem zaprojektowanym w celu kontrolowania jej działania i skupiania emitowanego światła. Diody laserowe wymagają odpowiednich obwodów ograniczających prąd, aby zapobiec uszkodzeniom spowodowanym nadmiernym prądem. Zazwyczaj umieszcza się je w obudowach zawierających optykę do kolimacji lub skupiania emitowanej wiązki. W zależności od zastosowania diody laserowe mogą wymagać dodatkowej optyki, radiatorów i obwodów sterujących, aby zapewnić niezawodne działanie i osiągnąć pożądane właściwości wiązki (takie jak rozbieżność wiązki i długość fali). Podczas korzystania z diod laserowych niezbędne są odpowiednie środki ostrożności, aby uniknąć przypadkowego narażenia na intensywne światło lasera, które może być niebezpieczne dla oczu i skóry.