El láser de fibra óptica consta de tres partes: un resonador óptico que produce un medio de ganancia que hace que el fotón sea retroalimentado y amplificado por resonancia en el medio de ganancia y una fuente de bomba que estimula la transición óptica. El medio de ganancia del láser de fibra de doble capa dopado con tierras raras de alta potencia se selecciona como fibra de doble capa mezclada con elementos de tierras raras, utilizando una matriz de diodos láser semiconductores como fuente de bombeo, y la cavidad resonante generalmente utiliza rejillas de fibra, que pueden estrechar el ancho de línea y mejorar la calidad del haz. Utilizando un haz de fibra óptica, la luz de la bomba se acopla a la fibra óptica de ganancia, que forma una inversión del número de partículas después de absorber la luz de la bomba, y la luz de la bomba forma una oscilación en la cavidad, formando una salida láser después de alcanzar el umbral.