Lasers à semi-conducteurs sont des diodes qui sont pompés électriquement. La recombinaison des électrons et des trous créés par le courant appliqué introduit gain optique. Réflexion à partir de l’extrémité du cristal forment un résonateur optique, bien que la caisse de résonance peut être externe à la fabrication de semi-conducteurs dans certains modèles.
Diodes laser commerciaux émettent à des longueurs d’onde de 375 nm à 3500 nm. Faible à diodes laser de puissance moyenne sont utilisés dans les pointeurs laser, les imprimantes laser et les lecteurs de CD/DVD. Les diodes laser sont aussi fréquemment utilisés pour pomper optiquement autres lasers à haut rendement. Les diodes de laser industriels puissance plus élevées, avec puissance jusqu'à 20 kW, sont utilisés dans l’industrie pour le découpage et le soudage. Lasers à semi-conducteurs externe-cavité ont un milieu actif de semi-conducteurs dans une cavité plus grande. Ces dispositifs peuvent générer des sorties de puissance élevée avec faisceau de bonne qualité, rayonnement de longueur d’onde-accordable à étroit-spectre ou des impulsions laser ultracourtes.
En 2012, Nichia et OSRAM développé et fabriqué des diodes laser vert grande puissance commerciale (515/520 nm), qui en concurrence avec des lasers à diode pompé traditionnels.
Lasers à cavité verticale émettant des surface (VCSEL) sont des lasers à semi-conducteurs dont la direction d’émission est perpendiculaire à la surface de la plaquette. Dispositifs VCSEL ont généralement un faisceau de sortie plus circulaire que les diodes lasers conventionnels. En 2005, seulement 850 nm VCSEL est largement disponibles, avec 1300 nm VCSEL commence à être commercialisé, [39] et 1550 nm dispositifs une zone de recherche. VECSELs sont externe-cavité VCSELs. Lasers à cascade quantique sont des lasers à semi-conducteurs qui ont une transition active entre des bandes d’énergie d’un électron dans une structure contenant plusieurs puits quantiques.
Le développement d’un laser de silicium est important dans le domaine de calcul optique. Le silicium est le matériau de choix pour les circuits intégrés et donc électroniques et composants photoniques de silicium (tels qu’interconnexions optiques) pourrait être fabriqué sur la même puce. Malheureusement, le silicium est un matériau laser difficile à traiter, puisqu’il a certaines propriétés qui bloc laser. Cependant, récemment équipes ont produit les lasers de silicium par le biais de méthodes telles que la fabrication du matériel laser de silicium et autres matériaux semi-conducteurs, comme arséniure phosphure ou gallium(III) de l’indium (iii), matériaux qui permettent une lumière cohérente être produit à partir de silicium. Elles sont appelées laser silicium hybride. Récents développements ont montré également l’utilisation des lasers de nanofils monolithiquement intégré directement sur silicium pour les interconnexions optiques, ouvrant la voie à des applications de niveau de puce. Ces lasers de nanofils hétérostructure capables d’optique d’interconnexions dans le silicium sont également capables d’émettre des paires d’impulsions picosecondes à verrouillage de phase avec une fréquence de répétition jusqu'à 200 GHz, ce qui permet pour le traitement du signal optique sur puce. Un autre type est un laser de Raman, qui tire parti de Raman scattering pour produire un laser de matériaux comme le silicium.
Lasing sans conserver le milieu excité provoquant une inversion de population a été démontrée en 1992 en gaz de sodium, puis en 1995 à gaz de rubidium par différentes équipes internationales. Ceci a été accompli en utilisant un maser externe pour induire la « transparence optique » dans le milieu en introduisant et interférer nuisiblement les transitions d’électrons au sol entre deux chemins, afin que la probabilité pour les électrons au sol d’absorber toute l’énergie a été annulée.
