泵浦带上的电子很快弛豫到寿命比较长的亚稳态，在亚稳态上积累电子造成电子数多于激光下能级，即形成粒子数反转。
电子以辐射光子的形式放出能量回到基态。这种自发发射的光子被光学谐振腔反馈回到增益介质中诱发受激发射产生与诱发这一过程的光子性质完全相同的光子。
当光子在谐振腔内所获得的增益大于其在腔内损耗时，就会产生及光输出。理论上四能级光纤激光器的阀值低于三能及系统。
