Lazer diyot, fotonların uyarılmış emisyonu prensibine göre çalışır. Bir p-n bağlantısı oluşturan iki katman arasına sıkıştırılmış yarı iletken bir malzemeden oluşur. P-n bağlantısı boyunca ileri bir öngerilim voltajı uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken malzeme içinde yeniden birleşir. Bu işlem foton formunda enerji açığa çıkarır. Lazer diyotlar için bu foton emisyonu, tutarlı ve yönlü bir şekilde meydana gelecek şekilde uyarılır ve bu da lazer ışığının üretilmesine yol açar. Yayılan fotonlar, diyot boşluğunun yansıtıcı yüzeyleri arasında ileri geri sıçrar ve yüzeylerden birinden tutarlı bir lazer ışını çıkana kadar uyarılmış emisyon yoluyla güçlendirilir.
Bir lazer diyotun etkisi, uyarılmış emisyon süreci yoluyla elektrik enerjisinin ışık enerjisine dönüştürülmesini içerir. Elektronlar ve delikler diyotun yarı iletken malzemesinde ileri eğilim altında yeniden birleştiğinde fotonları serbest bırakırlar. Bu fotonlar daha sonra diğer uyarılmış elektronları aynı dalga boyuna ve faza sahip ek fotonlar yaymaları için uyarır. Bu işlem, ışık emisyonunu artıran ve diyotun tasarımı ve malzemeleri tarafından belirlenen belirli özelliklere sahip tutarlı bir lazer ışınının üretilmesine yol açan kademeli bir etki yaratır.
Diyot, akımın bir yönde akmasına izin verirken diğer yönde bloke eden yarı iletken bir cihazdır. Elektronların ve deliklerin ileri eğilim altında (anot katoda göre pozitif olduğunda) akabildiği, ancak ters eğilim altında bloke edildiği bir p-n bağlantısından oluşur. İleri eğilimde, n-tipi malzemeden gelen elektronlar ve p-tipi malzemeden gelen delikler bağlantı noktası boyunca hareket ederek elektrik akımı için iletken bir yol oluşturur. Ters eğilimde, tükenme bölgesi genişler ve serbest yük taşıyıcılarının yokluğundan dolayı önemli miktarda akım akışı önlenir.
Diyot pompalı bir lazer (DPL), tipik olarak nadir toprak iyonlarıyla katkılanmış bir katı hal kristali veya cam olan bir kazanç ortamını pompalamak veya uyarmak için lazer diyotları kullanarak çalışır. Lazer diyotlar, kazanç ortamının absorpsiyon bandıyla eşleşen dalga boyunda yoğun ışık yayar. Kazanç ortamı bu ışığı emdiğinde heyecanlanır ve popülasyonun tersine dönmesine neden olur; bu, daha fazla atomun düşük enerji durumlarından daha yüksek enerji durumlarında olduğu bir durumdur. Daha sonra kazanç ortamında uyarılmış emisyon meydana gelir ve tutarlı lazer ışığının emisyonu ile sonuçlanır. Diyot pompalı lazerler, geleneksel gaz veya lamba pompalı lazerlere kıyasla verimlilikleri, kompakt boyutları ve güvenilirlikleriyle bilinir.
Lazer diyotlar gerçekten de gerçek lazerler olarak kabul edilir. Gaz lazerleri veya katı hal lazerleri gibi diğer lazer türleriyle aynı temel uyarılmış emisyon prensibiyle çalışırlar. Lazer diyotlar, yarı iletken bir malzeme içinde uyarılmış emisyon yoluyla tutarlı ışık yayar; tipik olarak bir popülasyonun tersine çevrilmesi oluşturmak için bir p-n bağlantısı kullanır ve ardından foton emisyonunu uyarır. Yapısı ve uygulaması bakımından diğer lazer türlerinden farklı olabilseler de, lazer diyotları, lazerin (uyarılmış emisyona dayalı bir optik amplifikasyon süreci yoluyla ışık yayan bir cihaz) teknik tanımını karşılayan tutarlı ve yönlü ışık üretir.