Tekniskt schema för L-band EDFA-förstärkarsystem

EDFA använder erbiumjondopad fiber som förstärkningsmedium, vilket producerar populationsinversion under pumpljus. Den åstadkommer stimulerad strålningsförstärkning under induktion av signalljus.
Erbiumjoner har tre energinivåer. De befinner sig på den lägsta energinivån, E1, när de inte exciteras av något ljus. När fibern kontinuerligt exciteras av pumpljuskällans laser, får partiklarna i grundtillståndet energi och övergår till en högre energinivå. Såsom vid övergången från E1 till E3, eftersom partikeln är instabil vid den höga energinivån E3, kommer den snabbt att falla till det metastabila tillståndet E2 i en icke-strålande övergångsprocess. Vid denna energinivå har partiklarna en relativt lång överlevnadstid. På grund av den kontinuerliga excitationen av pumpljuskällan kommer antalet partiklar vid E2-energinivån att fortsätta öka, och antalet partiklar vid E1-energinivån kommer att öka. På detta sätt realiseras populationsinversionsfördelningen i den erbiumdopade fibern, och förutsättningarna för att lära sig optisk förstärkning finns tillgängliga.
När insignalens fotonenergi E=hf är exakt lika med energinivåskillnaden mellan E2 och E1, E2-E1=hf, kommer partiklarna i det metastabila tillståndet att övergå till grundtillståndet E1 i form av stimulerad strålning. Strålningen och ingångsfotonerna i signalen är identiska med fotonerna, vilket ökar antalet fotoner avsevärt. Detta gör att den ingående optiska signalen blir en stark utgångsoptisk signal i den erbiumdopade fibern, vilket realiserar en direkt förstärkning av den optiska signalen.

2. Systemdiagram och grundläggande enhetsintroduktion
2.1. Schemat för L-bandets optiska fiberförstärkarsystem är följande: