在光纖纖芯中摻入稀土離子，泵浦光通過光纖時，纖芯中的稀土離子吸收泵浦光，躍遷到激光上能級，產(chǎn)生粒子數(shù)反轉。反轉后的粒子在自發(fā)輻射光子或者特別注入的光子誘導下以受激輻射躍遷到激光下能級，同時發(fā)射出與誘導光子相同的光子，這樣的過程雪崩般發(fā)生，于是發(fā)射出激光。這就是光纖激光器的基本原理。選擇在光纖中摻稀土離子構成光纖激光器，部分原因就是稀土離子的吸收范圍正好與半導體激光器的輻射范圍重合，因而能方便地采用成本低廉的、工藝較為成熟的半導體激光器作為泵浦光源。

    光纖激光器的基本結構由增益介質、諧振腔與泵浦源組成。增益介質為摻有稀土離子的光纖芯，摻雜光纖放置在兩個反射率經(jīng)過選擇的腔鏡之間，泵浦光從光纖激光切割機激光器的左邊腔鏡耦合進入光纖，經(jīng)準直光學系統(tǒng)和濾波器得到輸出激光。從理論上來說，只有泵浦源和增益光纖是構成光纖激光器的必須組件，而諧振腔并非必不可缺的組件。諧振腔的選模和增加增益介質長度的作用在激光切割機光纖激光器中是可以不用的，因長光纖本身可以非常長 ,從而獲得很高的單程增益，而光纖的波導效應又可以起到選模的作用。但實際應用中人們一般希望使用較短光纖，所以多數(shù)情況下采用諧振腔，以引入反饋。

    光纖激光切割機由于它可以通過光纖傳輸，柔性化程度空前提高，故障點少，維護方便，速度奇快，所以在切割4mm以內(nèi)薄板時光纖切割機有著很大的優(yōu)勢，但是受固體激光波長的影響它在切割厚板時質量較差。光纖激光器激光切割機的波長為1.06um，不易被非金屬吸收，故不能切割非金屬材料。光纖激光的光電轉化率高達25%以上，在電費消耗、配套冷卻系統(tǒng)等方面光纖激光的優(yōu)勢相當明顯。

     隨著激光產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，相關的激光技術與激光產(chǎn)品也日趨成熟。在激光切割機領域，目前有YAG固體激光切割機、CO2激光切割機、光纖激光切割機。

    YAG固體激光切割機具有價格低、穩(wěn)定性好的特點，成都激光加工，目前產(chǎn)品的輸出功率大多在600W以下，由于輸出能量小，主要用于薄板的切割。它的綠色的激光束可在脈沖或連續(xù)波的情況下應用，具有波長短、聚光性好適于精密加工。

    CO2激光器的激光比較容易被非金屬吸收，可以高質量地切割木材、亞克力、PP、有機玻璃等非金屬材料，但是CO2激光的光電轉化率只有10%左右。CO2激光切割機在光束出口處裝有噴吹氧氣、壓縮空氣或惰性氣體N2的噴嘴，用以提高切割速度和切口的平整光潔。為了提高電源的穩(wěn)定性和壽命，對于CO2氣體激光要解決大功率激光器的放電穩(wěn)定性。

    光纖激光切割機是由很長的摻雜雙包層光纖和高可靠性、多模、單發(fā)光體半導體激光器組成，該半導體激光切割機為光纖外包層提供泵浦光。這些單發(fā)光結構的半導體二極管的壽命高出條行結構的半導體二極管10到100倍，是高可靠性和免維護運行的關鍵所在。目前，基于相同可靠性設計的通訊產(chǎn)品用的半導體泵浦激光器在5W、25度室溫下測試說明MTBF值超出20萬小時。此外，在與其他種類相同功率單模(TEM00)激光器相比，光纖激光器具有獨特的優(yōu)勢，特別在工業(yè)應用領域。主要包括：高墻插(電源)效率、緊湊設計、易于進行光傳輸和冷卻系統(tǒng)集成以及能提供長達1萬小時連續(xù)出光而無須任何人為看管的免維護運行。

    光纖激光切割機只消耗相當于1%的燈泵激光器所需電能，同時其效率是半導體泵固體激光切割機(Nd激光系統(tǒng))的兩倍以上。更高的效率、更長的使用壽命、更少的維護結合起來使得光纖激光器的擁有者的成本富有極強的吸引力。光纖激光器在那些要求近紅外高光束質量的激光器應用中大有用武之地。他們會對小的聚焦光斑、高的功率密度有特殊的興趣，如桌面式的生產(chǎn)。一束100W的激光輸出光斑可以被聚焦到5um那么小，這相當于亮度是109W/cm2?，F(xiàn)在光纖激光器的應用定位包括：選擇性的焊接、標刻、各類藝術成像、退火、微機械器件的折曲、1~2mil不銹鋼部件的切割等應用。