光纤激光器是以光纤作为工作物质（增益介质）的极有发展潜力的中红外波段激光器，按其发射机理可以分为稀土掺杂光纤激光器、光纤非线性效应激光器、单晶光纤激光器、光纤孤子激光器等。其中，稀土掺杂光纤激光器已很成熟，如掺铒光纤放大器（EDFA)已广泛应用于光纤通信系统。高功率光纤激光器主要用于军事（光电对抗、激光探测、激光通信等）、激光加工（激光切割、激光打标、激光机器人、激光微加工等）、激光医疗等领域。
光纤是以SiO₂为基质材料拉成的玻璃实体纤维，其导光原理是利用光的全反射原理，即当光以大于临界角的角度由折射率大的光密介质人射到折射率小的光疏介质时，将发生全反射，入射光全部反射到折射率大的光密介质，折射率小的光疏介质内将没有光透过。普通裸光纤一般由中心高折射率玻璃芯（直径4~62.5μm)、中间低折射率硅玻璃包层（芯径125μm)和最外部的加强树脂涂层组成。光纤按传播光波模式可分为单模（SM)光纤和多模（MM)光纤。单模光纤的芯径较小（直径4~12μum),只能传播一种模式的光，其模间色散较小。
多模光纤的芯径较粗（直径大于50μm),可传播多种模式的光，但其模间色散较大。按折射分布可分为阶跃折射率（SI)光纤和渐变折射率（GI)光纤。以稀土掺杂光纤激光器为例，掺有稀土粒子的光纤芯作为增益介质，掺杂光纤固定在两个反射镜间构成谐振腔，泵浦光从M1入射到光纤中，从M2输出激光。当泵浦光通过光纤时，光纤中的稀土离子吸收泵浦光，其电子被激励到较高的激发能级上，实现了粒子数反转。反转后的粒子以辐射形式从高能级转移到基态，输出激光。
