在光泵浦半导体激光器[Optically Pumped Semiconductor Laser（OPSL）]激光器中，直接耦合的单个激光二极管或光纤耦合激光二极管阵列发出的泵浦光被再次成像到OPS芯片的前表面。这种单片III-V族半导体芯片包括两层砷化镓（GaAs）和夹在其中的砷镓铟（InGaAs）量子阱。两层GaAs经过了优化从而能有效地吸收泵浦光，产生大量的载流子。这导致载流子的粒子数反转并在量子阱中复合发光，其辐射波长由量子阱的化学计量和物理尺寸决定。在这些吸收/辐射层的后面，是由多层高低折射率交替的介质层构成的低损耗分布式布拉格反射镜（DBR），该反射镜经过了优化，可以得到特定的OPS输出波长。

OPSL的增益介质是半导体芯片，由InGaAs量子阱层与GaAs层交替排列构成。GaAs层吸收泵浦辐射，InGaAs量子阱的发射波长由量子阱尺度以及铟和镓的相对配比决定。增益介质用二极管阵列发出的近红外光泵浦。OPSL光可以轻易地进行内腔倍频（三倍频），因此输出光束为单横模，并且光束质量因子M优于1.1。