Рабочая среда, используемая в волоконном лазере, имеет форму волокна, и характеристики волоконного лазера зависят от свойств проводящих волокон.

Свет накачки, поступающий в оптоволокно, имеет несколько режимов. Сигнальная оптоэлектроника может иметь несколько режимов. Различные режимы накачки по-разному влияют на различные режимы сигнала, что усложняет анализ волоконных лазеров и усилителей.

Во многих случаях сложно получить анализ, и его необходимо рассчитать с помощью числовых значений. Профиль легирования в волокне также оказывает большое влияние на волоконный лазер. Для того чтобы среда имела характеристики усиления, рабочие ионы (т.е. примеси) легируются в волокно.

Как правило, рабочие ионы равномерно распределены в сердечнике, но распределение различных мод света накачки в волокне неравномерно. Поэтому, чтобы повысить эффективность накачки, мы должны постараться, чтобы распределение ионов и энергия накачки совпадали. При анализе волоконных лазеров, помимо общего принципа работы лазера, необходимо учитывать характеристики самого лазера, вводить различные модели и применять специальные методы анализа для достижения наилучших результатов анализа.

Волоконный лазер состоит из трех основных элементов: источника накачки, среды усиления и резонансного резонатора, как и традиционные твердотельные и газовые лазеры. В источнике накачки используется мощный полупроводниковый лазер для получения волокна, легированного редкоземельным элементом, или обычного нелинейного волокна.

Резонансный резонатор может состоять из элементов оптической обратной связи, таких как волоконные решетки, для формирования различных линейных резонансных полостей, или может использоваться соединитель для формирования различных кольцевых резонансных полостей. Свет накачки подается в волокно усиления через подходящую оптическую систему, которая после поглощения света накачки образует инверсию населенностей или нелинейное усиление и производит спонтанное излучение. Генерируемый свет самопроизвольного излучения после лазерного усиления и выбора режима резонансной полости в конечном итоге формирует стабильный выходной сигнал лазера.