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按照PN結資料是否相同，可以把激光二極管分為同質結、單異質結（SH）、雙異質結（DH）和量子阱（QW）激光二極管。量子阱激光二極管具有閾值電流低，輸出功率高的長處，是目前市場使用的主流產品。同激光器比較，激光二極管具有效率高、體積小、壽命長的長處，但其輸出功率?。ㄒ话阈∮?mW），線性差、單色性不太好，使其在有線電視系統中的使用遭到很大約束，不能傳輸多頻道，高性能模擬信號。在雙向光接收機的回傳模塊中，上行發射一般都選用量子阱激光二極管作為光源。
半導體激光二極管的底子結構如圖所示，垂直于PN結面的一對平行平面構成法布里——珀羅諧振腔，它們可以是半導體晶體的解理面，也可以是經過拋光的平面。其他兩旁邊面則相對粗糙，用以消滅主方向外其它方向的激光作用。
半導體中的光發射一般起因于載流子的復合。當半導體的PN結加有正向電壓時，會削弱PN結勢壘，迫使電子從N區經PN結注入P區，空穴從P區經過PN結注入N區，這些注入PN結鄰近的非平衡電子和空穴將會產生復合，從而發射出波長為λ的光子，其公式如下：
λ = hc/Eg (1)
式中：h—普朗克常數； c—光速； Eg—半導體的禁帶寬度。
上述由于電子與空穴的自發復合而發光的現象稱為自發輻射。當自發輻射所產生的光子經過半導體時，一旦經過已發射的電子—空穴對鄰近，就能鼓勵二者復合，產生新光子，這種光子誘使已激起的載流子復合而發出新光子現象稱為受激輻射。
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