Les fractions de population des niveaux initial 2F5/2 et final 2F7/2 vérifient dans l'état stationnaire:
L'equation de propagation dans le sens + du champ électrique de l'onde laser est:
Une équation similaire existe pour le sens -.
De même l'équation pour le champ de l'onde de pompe est:
Les champs 
sont considérés
gaussiens, ce qui donne:
Il faut compléter les équations précédentes par:
Les champs doivent vérifier la condition suivante due à la réflection sur le miroir de sortie:
La puissance de sortie du laser Yb se calcule par:
