正如块体固态激光器一样，从使用掺杂玻璃到使用掺杂单晶增益介质的转变，是提升单台光纤激光器输出功率的重要一步。出于这个原因，单晶光纤（SCF）正处于紧锣密鼓的发展状态。目前市场上已经存在各种构造，包括使用无粘合剂粘合形成的晶体包层晶体光纤（难以制造，因此不适合大规模生产）、玻璃包层晶体光纤（由于玻璃包层的热绝缘性能，因此不适合功率提升）和无包层SCF（非常适合于研究应用，但若要适合更广泛的应用，还需要合适的包层沉积技术）。
先前测试的无包层 SCF 配置，包括具有 1mm 或更小直径的短（长度30~60mm）泛光照明晶体棒，其中泵浦光由于全内反射而被约束在棒内，但输出激光本身的模式结构仅由腔镜所确定。换句话说，SCF 没有起到激光波导的作用，相比光纤激光器更像块体激光器。
相比之下，最近由美国陆军研究实验室（ARL）和美国Shasta Crystals 公司的研究人员，联合开发和测试的更长且更薄的二极管泵浦无包层掺镱 YAG（Yb ：YAG）晶体激光器，已经展示了纯波导激光器运行模式（见图1）。该SCF由Shasta Crystals公司制造，直径为100μm，长度为 100mm，掺杂浓度为 1%，使用激光加热基座生长（LHPG）技术，具有适用于大规模生产 SCF 的潜力（尽管将需要开发可大规模生产的晶体包层沉积方法）。该光纤使得 SCF的实验和优化成为可能。
高转换效率
在实验装置中，SCF 的非减反涂覆部分夹在两片激光腔镜之间，来自线偏振激光二极管的发射波长为969nm、带宽为 3nm 的激光，聚焦在光纤的一端上，通过后（二向色）腔镜进入光纤。光纤松弛地放置在 V 形槽中，以使其具有最小的物理接触，而凸透镜准直激光器的输出。一片会聚透镜、激光线滤光片以及激光功率计，用于收集有关激光输出的数据。由于考虑到对光波导会产生不利影响，所以没有使用导热脂从光纤吸热，二极管泵浦以 1% 占空比的准连续波（QCW）模式工作，以保持光纤冷却。1ms 的泵浦脉冲长度与 YAG中 Yb3+ 的上激光能级寿命在同一量级上，因此实验结果代表了CW运行，只是在降低的热负荷下。
研究人员尝试了从18%~70%的各种输出镜反射率，发现最佳反射率为25%。使用91.6W的QCW泵浦输入（由于1% 的占空比，平均值略低于1W），QCW激光输出功率在1030nm 波长处约为 53W，这表明光纤激光器即使在未经优化的实验配置中也有效。
对于SCF参数本身，Shasta Crystals 公司总裁兼首席执行官Giselle Maxwell 解释说，1%的掺杂水平是通过光谱研究确定的，以帮助决定什么浓度将提供最佳的激光发射条件 ；通过相同的光谱研究来确定晶体的长度，以确定对于一定浓度的掺杂离子，晶体应该是多长、以实现泵浦光束的最大吸收，以及晶体中最有效的激光作用 ；并且晶体直径根据用户的便利性和期望什么效果来确定（更小的直径获得更好的光波导）。
“我们的下一步工作将是改进包层技术（主要是包层的厚度），以提供真正的全晶体双包层单晶光纤，因为改善的导热属性，其性能将胜过任何双包层玻璃光纤。”Maxwell指出。