Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) - Energia dopadajúceho fotónu, E = hυ, stimuluje proces emisie prechodom elektrónu na nižšiu energetickú hladinu. Tento proces umožňuje zosilnenie fotónov. Jeden dopadajúci fotón má za následok dva fotóny, ktoré sa šíria rovnakým smerom a majú rovnakú vlnovú dĺžku a fázu.
LED diódy popísané v predchádzajúcej kapitole využívajú jav spontánnej emisie, kým LD vyžívajú jav stimulovanej emisie žiarenia.
Aby sa dosiahlo zosilnenie svetla stimulovanou emisiou, musí byť pravdepodobnosť emisie fotónu väčšia ako pravdepodobnosť absorpcie pre príslušný rozsah spektra. Keď je stimulovaná emisia dominantná, svetlo je zosilňované a laser pracuje. Stimulovaná emisia je dominantným mechanizmom keď pravdepodobnosť, že sa elektrón nachádza vo vodivostnom pásme je väčšia ako pravdepodobnosť, že elektrón je vo valenčnom pásme. Táto situácia nastáva v stave populačnej inverzie. Populačná inverzia sa dosiahne vtedy, keď rozdiel medzi Fermiho energiou elektrónov EFN a Fermiho energiou dier EFN je väčší ako je zakázané pásmo Eg. Na oddelenie týchto Fermiho energetických hladín je potrebné čerpať energiu v podobe elektrického prúdu v polovodiči. Toto čerpanie lasera nastane, keď je injektovaný prahový prúd, polovodič prejde do stavu populačnej inverzie.
Optické dutinové rezonátory, ako napríklad FP (Fabry-Perot) alebo dielektrické zrkadlá DBR (distributed Bragg reflector) obsahujúce laser medzi dvomi odrážajúcimi povrchmi, sa používajú ako optické rezonátory. V stave rovnováhy je možné v optickej dutine pozorovať stacionárne elektromagnetické oscilácie. Tieto oscilácie vznikajú na odrazových plochách optickej dutiny. Optická dutina má osi kolmé na smer pretekania prúdu. Pri každom odraze vlna čiastočne prechádza odrážajúcimi povrchmi. Oscilácie lasera začínajú vtedy, keď sa veľkosť zosilnenia rovná celkovej veľkosti strát spôsobených stenami rezonátora, rozptylom v prenosovom médiu a absorpciou v kryštáli.
Rozlišujeme dva hlavné typy LD: diódy emitujúce hranou alebo povrchom. Laserové diódy emitujúce hranou sa vyznačujú širokou a astigmatickou emisiou. Povrchom emitujúce laserové diódy vyžarujú užší zväzok.
VCSEL (vertical cavity surface emitting lasers) sú lasery s veľmi krátkou aktívnou oblasťou, ktoré majú hlavnú os optického rezonátora pozdĺž smeru pretekania prúdu.
V týchto laseroch emisia žiarenia nastáva v smere kolmom na aktívnu oblasť. VCSEL umožňuje prenos dát s rýchlosťou až 10 Gbs-1.
EOM (elektrooptický modulátor) je optoelektronický prvok, ktorý sa používa na riadenie výkonu, fázy a polarizácie laserového zväzku pomocou elektrického riadiaceho signálu.
LD sú najbežnejšími druhmi laserov, ktoré sa používajú v širokom rozsahu aplikácií. Vyznačujú sa malými rozmermi, nízkou cenou a dlhou životnosťou. LD je prvok vhodný pre viaceré aplikácie, akými sú okrem iného optické komunikácie, čítačky čiarových kódov, laserové ukazovadlá, čítačky a zapisovače CD/DVD/Blu-ray, laserové skenery a tlačiarne, smerové zdroje osvetlenia.