Квантово-каскадный лазерный диод представляет собой полупроводниковый лазерный диод, излучающий в ближнем и дальнем инфракрасном диапазоне. В отличие от обычных полупроводниковых лазерных диодов, которые излучают электромагнитные волны посредством рекомбинации электронно-дырочных пар, преодолевающих запрещенную зону полупроводника, излучение квантово-каскадного лазера возникает при переходе электронов между слоями гетероструктуры полупроводника и состоит из двух типов лучей, причём вторичный луч обладает весьма необычными свойствами и не требует больших затрат энергии.
Данный тип лазерных диодов может быть использован для наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы, в охранных системах, а также в медицине, поскольку с его помощью потенциально возможно качественно и количественно определять содержание в тканях человека сложных химических соединений.