雙包層摻雜光纖由纖芯、內包層、外包層和保護層四個層次組成。
內包層的作用有包繞纖芯，將激光輻射限制在纖芯內;作為波導對藕合到內包層泵浦光多模傳輸，使之在內包層和外包層之間來回反射，多次穿過單模纖芯而被吸收。
纖芯的作用有吸收進人的泵浦光，輻射激光限制在纖芯內;作為波導，激光限制在纖芯內傳輸，控制模式。
在雙包層光纖激光器情況下，泵浦輻射不是直接發射到激活芯層，而是進人周圍的多模芯層。泵浦芯層也像包層，為了實現泵浦芯層對激活芯層的光波導特征，周圍涂層必須具有小的折射率。通常使用摻硅玻璃或具有低折射率的高度透明聚合物。泵浦芯層的典型直徑為幾百微米，它的數值孔徑NA--O. 32-0.7。
發射到泵浦芯層的輻射在整個光纖長度內耦合進人激光器芯層，在那里被稀土離子所吸收，所有的高能級光被激發。利用這項技術，多模泵浦輻射可以有效地從大功率半導體激光器中轉換成為激光輻射，而且具有優良的光束質量。
