En laserdiod med hög effekt är en laser som producerar ljusstrålar med hög effekt med hjälp av en halvledare som laserns förstärkningsmedium. En lasers effekt, mätt i enheter som kallas watt, är den hastighet med vilken lasern omvandlar energi. Högeffekt är inte en exakt definierad term, och dess betydelse varierar beroende på typen av laser och laserns tillämpning, men en högeffektlaserdiod är vanligtvis en laser med en uteffekt i watt eller kilowatt (kW), vilket särskiljer den från laserdioderna i milliwattområdet som används för applikationer som laserpekare och optiska skivläsare. Högeffektlaserdioder används för industriella applikationer som uppvärmning och svetsning och används även för att optiskt pumpa kraftfulla solid-state lasrar.
En laserdiod producerar en ljusstråle genom att pumpa energi i form av elektricitet in i en halvledare, som fungerar som laserförstärkningsmedium. Halvledaren är vanligtvis sammansatt av ämnen som indiumfosfid (InP) eller galliumföreningar som galliumnitrid (GaN) och galliumarsenid (GaAs). Elektriciteten höjer temporärt energinivån för halvledarens elektroner, och när de faller tillbaka till sin ursprungliga nivå avges energin i form av fotoner, som sedan fokuseras till en stråle. Laserdioder är ofta grupperade i arrayer av individuella lasersändare sida vid sida som kallas diodstänger, som i sin tur ibland kombineras ytterligare till en tvådimensionell array som kallas en diodstack.
Effekt är energi som produceras över tid, med watt definierad som en joule energi per sekund. En lasers effekt kan hänvisa till antingen det maximala antalet watt den kan producera under en kort puls, kallad toppeffekt, eller det genomsnittliga antalet watt den kan mata ut under en längre period, kallad medeleffekt. Lasrar står inför en kompromiss mellan strålstyrka och strålkvalitet, vilket hänvisar till hur fokuserad strålen är. Detta påverkar hur exakt strålen kan vara och hur väl den kan leverera fokuserad energi på större avstånd. Strålkvaliteten kan förbättras genom olika designfunktioner hos lasern, men kraftfullare lasrar har lägre strålkvalitet än mindre kraftfulla lasrar, allt annat lika.
En laserdiod med hög effekt har vanligtvis relativt dålig strålkvalitet och producerar en stråle med hög divergens, vilket innebär att fotonerna i strålen sprids snabbt när de färdas framåt. Följaktligen används de oftast för applikationer som kan göras på korta avstånd och som inte kräver extrem precision. Högeffektlaserdioder används ofta inom industrin för ändamål som lödning, svetsning och värmebehandling.
En laserdiod med hög effekt kan också användas som en optisk pump, en ljuskälla som driver andra lasrar. I en diodpumpad halvledarlaser avfyrar en högeffektlaserdiod en ljusstråle in i halvledarlaserns förstärkningsmedium. Förstärkningsmediet i fast tillstånd är vanligtvis ett glas eller kristallint material, såsom korund eller yttriumaluminiumgranat dopad med metalljoner. Ljuset från diodlasern aktiverar halvledarförstärkningsmediet, som i sin tur börjar producera ljus som kan fokuseras till en stråle med högre strålkvalitet än vad en laserdiod med hög effekt skulle kunna producera på egen hand.