20 世紀 60 年代美國光學公司(Ametican Optical Corporation)的E. Snitzer採用燈泵浦0. 012英寸(約304μm)和32μm兩種直徑的光纖(纖芯材料是摻Nd3+鋇冕玻璃( bariumcrown glass)，包層是蘇打-石灰-矽酸鹽材料)，觀察到了中心波長為1. 06μm的受激輻射現象。這是國際上最早報導的光纖雷射器。1964年C. J. Koester和E. Snitzer又發表了多組份玻璃光纖中的光放大結果的論文。
光纖雷射器主要由三部分組成：由能產生光子的增益介質、使光子得到反饋並在增益介質中進行諧振放大的光學諧振腔和可使雷射介質處於受激狀態的泵浦源裝置。20 世紀 80 年代中期英國南安普頓大學的研究人員在光纖中摻入雜質 Er3+，從此光纖雷射器的研究進入了實用化階段。
世界上有很多研究機構活躍在這個研究領域，如德國漢堡技術大學，日本的NTT、Hoys、三菱，美國的Polariod Copra-tion，貝爾實驗室，史丹福大學和GTE等。為了突破常規光纖雷射器的對轉化效率和輸出功率的限制，1988年，Snitzer等人巧妙地提出設計了雙包層光纖。雙包層光纖是一種具有特殊結構的光纖，它比常規光纖增加了一個內包層(最早的內包層形狀為圓形)，內包層的橫向尺寸和數值孔徑均遠大於纖芯，纖芯中摻雜了稀土元素(Yb，Nd，Er，Tm等)，由於內包層包繞在單模纖芯的外圍，泵浦光在內包層中反射並多次穿越纖芯被摻雜離子所吸收，從而將泵浦光高效地轉換為單模雷射。雙包層光纖結構對光纖雷射器來說是一個具有重大意義的技術突破。此後，基於這種技術，光纖雷射器獲得了迅速發展，輸出功率得到逐步提高。從而使一直被認為只能是小功率器件的光纖雷射器可以向高功率方向突破。1989年則又掀起了鎖模光纖雷射器的研究熱潮。1994年，H. M. Pask等人首先在摻Yb3+石英光纖中實現了包層抽運，得到了最大500mW的雷射輸出，斜率效率達到80%。此後出現了高功率用有源光纖、傳輸光纖、光纖反射鏡、濾波器、耦合器、隔離器和光束組合器等光纖器件。1998年，Kosinki和Inniss報導了一種內包層截面形狀為星形的摻Yb3+雙包層光纖雷射器，得到了20W的雷射輸出。1999年V. Dominic等人報導了高功率摻Yb3+雙包層光纖雷射器的研究結果，他們用4個45W的半導體雷射二極體陣列組成總功率為180W的泵浦源，在波長1120nm處得到110W的雷射輸出。2002年的CLEO會議上報導了Yb/Nd共摻的雙包層光纖雷射連續輸出達150W。進入21世紀後，高功率雙包層光纖雷射器的發展突飛猛進，最高輸出功率記錄在短時間內接連被打破，目前單纖輸出功率(連續)已達到2000W以上。IPG (photonics)公司憑藉在2000年獲得的1億美元的風險投資異軍突起，展示了各式光纖雷射器和放大器： S、C、L波段的各種光纖放大器、高功率的EDFA、拉曼光纖雷射器和雙波長拉曼光纖雷射器。它推出一系列的摻Yb高功率光纖雷射器，2002年5月獲得2kw功率輸出，同年8月獲4kw功率輸出、11月獲10kW， 2003年獲20kw功率輸出，2009年IPG公司展示了10千瓦級的單模光纖雷射器，現在具有輸出功率有直到50kW的系列光纖雷射器產品可供選擇。英國的SPI、德國的IPHT也有極高的研發和製造水平，它們也加入到新產品的市場競爭中來。現在已經有多臺千瓦級光纖雷射器在美國、歐洲、亞洲投入到工業加工或科學研究中。
國內從20世紀80年代開始這個領域的研究工作，如上海光機所、清華大學、華中科技大學、中國科學技術大學、天津大學以及郵電部和電子部所屬的一些研究單位，在光纖雷射器、放大器和相關器件的研究中都取得了一定的進展。南開大學開展摻鐿雙包層光纖雷射器的研究工作，並取得了一系列的科研成果，特別是在雙包層光纖光柵方面取得了開創性成果。上海光學精密機械研究所則在光纖雷射器研製方面開展了許多重要的工作，經過對抽運光的整形，大大提高了耦合效率，報導了百瓦量級的摻鐿雙包層光纖雷射器，實現了高達70%的光-光轉換效率。2005年，烽火通信科技股份有限公司與上海光機所樓棋洪研究員等合作研製出440W的光纖雷射器。2013年3月中科院實現全固態雷射器輸出功率達到8千瓦，而5千瓦級的全固態雷射器已實現工業化應用。國防科技大學光電科學與工程學院劉澤金教授發明了兩種新的相位控制方法，令「千瓦級光纖雷射相干合成試驗系統」的各項技術指標都達到該領域的國際最高水平。2013年4月23日，我國首臺萬瓦連續光纖雷射器在武漢光谷問世，成為繼美國後第二個掌握此技術的國家。這臺由武漢銳科公司研製的光纖雷射器採用相干合成技術，將10個功率為1.1千瓦光纖雷射器的雷射束合成一束，最終產生1萬瓦的強大能量。
目前多利用TEA脈衝CO2雷射器地基發射進行雷射推進技術研究，由於受到推進雷射功率較低，地基雷射器設備龐大，遠距離雷射引導定向困難，光船設計需要耐超高溫材料等問題，使得雷射推進技術研究僅僅停留在實驗室階段。
科學技術的發展使研究人員逐步認識了在雷射推進中的基本物理過程，針對這些難度較大的技術問題，需要應用新技術為雷射推進技術研究開闢新方向。