晶体管运用一种称为半导体的资料的特别功能。电流由运动的电子承载。一般的金属，如铜是电的好导体，由于它们的电子没有严密的和原子核相连，很简略被 一个正电荷招引。其它的物体，例如橡胶，是绝缘体–电的不良导体–由于它们的电子不能自在运动。半导体，正如它们的姓名暗示的那样，处于两者之间，它们通常情况下象绝缘体，可是在某种条件下会导电。
对半导体的前期研讨会集在硅上，但硅自身不能发射激光。1948年贝尔实验室的William Schockley，Walter Brattain 和 John Bardeen 发明的晶体管。这一发明推动了对其它半导体裁的研讨开展进程。它也为运用半导体中的发射激光奠定了概念性基穿1952年，德国西门子公司的Heinrich Welker指出周期表第III和第V列之间的元素组成的半导体对电子设备有潜在的用处。其间之一，砷化镓或GaAs，它在寻觅一种有用的通讯激光中扮演了重要人物。对砷化镓（GaAs）的研讨涉及到三个方面的研讨：高纯度晶体的叠层生长的研讨，对缺点和掺杂剂（对一种纯物质增加杂质，以改动其功能）的研讨以及对热化合物稳定性的影响的剖析。有了这些研讨成果，通用电器，IBM和麻省理工大学林肯实验室的研讨小组在1962年研制出砷化镓（GaAs）激光发生器。
可是有一个老问题一直悬而未决：过热。运用单一半导体，（通常是GaAs）的激光发生器功率不是很高。它们仍需很多的电来激起激光效果，而在正常的室温下，这些电很快就使它们过热。只要脉冲操作才有或许防止过热（脉冲操作：电路或设备在动力以脉冲方法供给时的作业方法），可是经过这种作业方法不能通讯传输。科学家们尝试了各种方法来驱热一例如把激光发生器放在其它好的热导体资料上，可是都没成功。然后在1963年，克罗拉多大学的Herbert Kroemer提出了一种不同的的方法–制作一个由半导体三明治组成的激光发生器，即把一个薄薄的活泼层嵌在两条资料不同的板之间。把激光效果约束在薄的活泼层里只需求很少的电流，并会使热输出量保吃持在可控规模之内。
这样一种激光发生器不是只靠象把奶酪夹在两片面包那样，简略地塞进一个活泼层就能制作出来的。半导体晶体中的原子以点阵的方法摆放，由电子组成化学键。要想制作出一个在两个原子之间有必要电子键衔接的多层半导体，这个设备有必要是由一元半导体单元组成，咱们称之为多层晶体。
1967年，贝尔实验室的研讨员Morton Panish 和 Izuo Hayashi 提出了用GaAs的修改型–即其间几个铝原子替代一些镓，一种称为掺杂的进程–来发明一种适宜的多层晶体的或许性的主张。这种修改型的化合物，AlGaAs, 的原子距离和GaAs相差不到1000分之一。研讨人员提出，把AlGaAs栽培在GaAs 薄层的任何一边，它都会把一切的激光效果约束在GaAs层内。在他们面前，还要有几年的作业，可是通向不间断状况 激光发生器-在室温下仍能继续作业的微型半导体设备-的大门现已敞开了。
还有一个妨碍：怎样发射跨过长距离的光信号。长波无线电波能够很简略穿透浓雾和大雨，在空气中自在传达，可是短波激光会被空气中的水蒸气和其它颗粒反射回来，以至于不是被涣散便是被 阻挠砖一个多雾的气候会使 激光通讯联络终断，因而光需求一个类似于电话线的导管。
