通常高功率光纤激光器和放大器使用稀土掺杂双包层光纤，并由光纤耦合的大功率二极管棒或其他激光二极管泵浦。泵浦管不进入纤芯，而是进入内包层，同时在内包层中产生激光。产生的激光束质量很好，甚至可以得到衍射极限的光束质量，需要单模光纤。因此，虽然输出功率比泵浦光低，但光纤激光器的输出光亮度比泵浦光高几个数量级。 （通常泵浦效率大于50%，有时甚至大于80%）所以这种光纤激光器可以用作亮度转换器，也就是增加光亮度的器件。

对于特别高的功率，纤芯面积需要足够大，因为光强会非常高，另外一个原因是双包层光纤中包层与纤芯面积之比大，导致泵浦吸收低。当纤芯面积在几千平方微米量级时，采用单模光纤纤芯是可行的。使用多模光纤，当模面积比较大时，可以获得质量较好的输出光束，光波主要是基模。 （高阶模式也可以通过缠绕光纤在一定程度上激发，除了高功率下的强模式耦合的情况）随着模式面积变大，光束质量不能再保持衍射限制，但相比例如，对于以相似功率强度工作的棒状激光器，产生的光束质量仍然相当好。

如何注入非常高功率的泵浦光有多种选择。最简单的方法是直接在光纤端口处泵送包层。这种方法不需要特殊的光纤元件，但大功率泵浦光需要在空气中传播，尤其是空气-玻璃界面，对灰尘或错位非常敏感。在许多情况下，最好使用光纤耦合泵浦二极管，以便泵浦光始终在光纤中传输。另一种选择是将泵浦光馈入无源光纤（未掺杂）并将无源光纤缠绕在掺杂光纤周围，以便泵浦光逐渐传输到掺杂光纤中。有一些方法可以使用特殊的泵浦组合装置将一些泵浦光纤和掺杂信号光纤融合在一起。还有其他基于侧面泵浦光纤线圈（光纤盘激光器）或泵浦包层中的凹槽的方法，以便可以注入泵浦光。后一种技术允许多点注入泵浦光，从而更好地分布热负荷。