与固体激光器相比，光纤激光器在激光谐振腔中至少有一个自由光束路径形成，光束形成和导入光纤激光器是在光波导中实现的。通常，这些光波导是基于掺稀土的光电介质材料，如用硅、磷酸盐玻璃和氟化物玻瑞材料，显示衰减度约为10dB/km，比固态激光晶体少几个数最级。和晶体状的固态材料相比，稀土离子吸收波段和发射波段显示光谱加宽，这是由于玻璃基块的相互作用减小了频率稳定性和泵浦光源所需的宽度。因此，要选择波长合适的激光二极管泵浦源。

   单层光纤激光器的几何结构如图2.18所示。光纤含有一个折射率为n2的掺稀土激活核，通常被一层纯硅玻璃包层包围，包层折射率n2<n1,所以，基于在芯和包层交接表面内部的全反射,波导产生于芯层。对于泵浦辐射和产生的激光辐射,光纤激光器的芯层既是激活介质又是波导。整个光纤被聚合物外层保护免受外部影响。

   对于光学激发光纤激光器。泵浦辐射通过光纤表面耦合到激光器芯层。然而，如果是轴向泵浦,泵浦辐射必须耦合到只有几个微米尺寸的波导中。因此，必须采用高透明泵浦辐射源激发多模光纤，目前辐射源的输出功率限制到1W左右。为了按比例放大泵浦功率，需要大孔径光纤与大功率半导体激光器阵列的光束参数相匹配。然而，增大的光纤激活芯层允许更高的横模振荡，会导致光束质最降低。目前采用双包层设计，即采用隔离芯层来泵浦和发射激光，可获得良好的效果。