在光纖纖芯中摻入稀土離子，泵浦光通過光纖時(shí)，纖芯中的稀土離子吸收泵浦光，躍遷到激光上能級(jí)，產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)后的粒子在自發(fā)輻射光子或者特別注入的光子誘導(dǎo)下以受激輻射躍遷到激光下能級(jí)，同時(shí)發(fā)射出與誘導(dǎo)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(gòu)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(dǎo)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(dǎo)體激光器作為泵浦光源。

    光纖激光器的基本結(jié)構(gòu)由增益介質(zhì)、諧振腔與泵浦源組成。增益介質(zhì)為摻有稀土離子的光纖芯，摻雜光纖放置在兩個(gè)反射率經(jīng)過選擇的腔鏡之間，泵浦光從光纖激光切割機(jī)激光器的左邊腔鏡耦合進(jìn)入光纖，經(jīng)準(zhǔn)直光學(xué)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(gòu)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(zhì)長度的作用在激光切割機(jī)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(dǎo)效應(yīng)又可以起到選模的作用。但實(shí)際應(yīng)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(jī)由于它可以通過光纖傳輸，柔性化程度空前提高，故障點(diǎn)少，維護(hù)方便，速度奇快，所以在切割4mm以內(nèi)薄板時(shí)光纖切割機(jī)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(shí)質(zhì)量較差。光纖激光器激光切割機(jī)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(zhuǎn)化率高達(dá)25%以上，在電費(fèi)消耗、配套冷卻系統(tǒng)等方面光纖激光的優(yōu)勢相當(dāng)明顯。

     隨著激光產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，相關(guān)的激光技術(shù)與激光產(chǎn)品也日趨成熟。在激光切割機(jī)領(lǐng)域，目前有YAG固體激光切割機(jī)、CO2激光切割機(jī)、光纖激光切割機(jī)。

    YAG固體激光切割機(jī)具有價(jià)格低、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，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(yīng)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(zhì)量地切割木材、亞克力、PP、有機(jī)玻璃等非金屬材料，但是CO2激光的光電轉(zhuǎn)化率只有10%左右。CO2激光切割機(jī)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(duì)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(jī)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(dǎo)體激光器組成，該半導(dǎo)體激光切割機(jī)為光纖外包層提供泵浦光。這些單發(fā)光結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體二極管的壽命高出條行結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體二極管10到100倍，是高可靠性和免維護(hù)運(yùn)行的關(guān)鍵所在。目前，基于相同可靠性設(shè)計(jì)的通訊產(chǎn)品用的半導(dǎo)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(shí)。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(dú)特的優(yōu)勢，特別在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。主要包括：高墻插(電源)效率、緊湊設(shè)計(jì)、易于進(jìn)行光傳輸和冷卻系統(tǒng)集成以及能提供長達(dá)1萬小時(shí)連續(xù)出光而無須任何人為看管的免維護(hù)運(yùn)行。

    光纖激光切割機(jī)只消耗相當(dāng)于1%的燈泵激光器所需電能，同時(shí)其效率是半導(dǎo)體泵固體激光切割機(jī)(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(hù)結(jié)合起來使得光纖激光器的擁有者的成本富有極強(qiáng)的吸引力。光纖激光器在那些要求近紅外高光束質(zhì)量的激光器應(yīng)用中大有用武之地。他們會(huì)對(duì)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(dāng)于亮度是109W/cm2?，F(xiàn)在光纖激光器的應(yīng)用定位包括：選擇性的焊接、標(biāo)刻、各類藝術(shù)成像、退火、微機(jī)械器件的折曲、1~2mil不銹鋼部件的切割等應(yīng)用。