圖2  半導體激光器的電子和空穴分布

半導體激光器的結構多種多樣，基本結構是下圖所示的雙異質結平面條形結構。這種結構由三層不同類型半導體材料構成，中間層通常為厚度為0.1～0.3μm的窄帶隙P型半導體，稱為有源層，作為工作介質，兩側分別為具有較寬帶隙的N型和P型半導體，稱為限制層。具有不同帶隙寬度的兩種半導體單晶之間的結構稱為異質結。有源層與右側的N層之間形成的是P--N異質結，而與左側的P層之間形成的是P--P異質結，故這種結構又稱N-P-P雙異質結構，簡稱DH結構。

圖3  半導體激光器的基本結構

施加正向偏壓后，就能使右側的N層向有源層注入電子，左側的P層向有源層注入空穴，但由于左側的P層帶隙寬，導帶的能態(tài)比有源層高，對注入電子形成了勢壘，注入到有源層的電子不可能擴散到P層，同理，注入到有源層的空穴也不可能擴散到N層。這樣，注入到有源層的電子和空穴被限制在0.1～0.3μm的有源層內，形成了粒子數(shù)的反轉分布。

前后兩個晶體解理面作為反射鏡構成諧振腔。

給半導體激光器施加正向偏壓，即注入電流是維持有源層介質的原子永遠保持粒子數(shù)的反轉分布，自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子作為激發(fā)光子誘發(fā)受激輻射，受激輻射產(chǎn)生的更多新光子作為新的激發(fā)光子誘發(fā)更強的受激輻射。