二極管是一個兩端元件，允許電流沿一個方向流動。二級管內的兩個區域均由半導體材料制成，再分別添加了不同的材料，導致P型區域帶正電，N型區域帶負電，兩個區域之間被稱為耗盡區。當給二極管通電時，兩個區域的帶電材料都會發生反應，反向偏置時，每個區域的電荷被吸引，使得耗盡區擴大，防止電流流過；正向偏置時，電流流過二極管，二級管內的帶電粒子被相反一端吸引，最終收縮并關閉耗盡區，使得電流流過。
激光二極管是一種特殊的二極管，它在P型和N型區域之間有一個固定層。
PN二極管由單個半導體元素制成，例如硅和鍺，當PN二極管內的帶電粒子重新組合時，不可見聲子被釋放。
PIN二極管由砷化鎵、磷化銦、銻化鎵或氮化鎵等復合半導體材料制成，半導體的晶體結構使其具有導電性。PIN二極管中的化合物半導體材料具有一種結構，當帶正負電荷的粒子重新組合時，這種結構會產生自發產生輻射。這些發射在固有區域內形成光子，在pin二極管內被視為可見光。
PIN二極管結區表面拋光成鏡面，這導致光子來回反彈數百次，放大后的光束準直，最終形成平行于交叉點的光束，從而聚焦光束，通常在激光二極管上加一個透鏡，透鏡使得光束形成各種形狀。
二極管形成的光束形狀豐富：
光以波的形式傳播，其波長從一個峰值到下一個峰值，每種顏色的光都有不同的波長，紅光具有更長的波長，藍光和紫光波長較短，在激光照射下，這些波一起傳播，它們的波峰排列整齊或相位一致，這就是激光束很窄很明亮、并且可以聚焦到一個小點的原因。
激光二極管應用廣泛，常常用于會議或者課堂上的激光筆，寵物玩具，激光打印機中的藍光光盤條碼掃描器，視頻游戲控制器和燈光秀等等。
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