Schema tecnico dell'amplificatore EDFA a banda

EDFA utilizza la fibra drogata con ioni erbio come mezzo di guadagno, che produce inversione della popolazione sotto la luce della pompa. Realizza l'amplificazione delle radiazioni stimolate sotto l'induzione della luce del segnale.
Gli ioni erbio hanno tre livelli di energia. Sono al livello di energia più basso, E1, quando non sono eccitati da alcuna luce. Quando la fibra è continuamente eccitata dal laser della sorgente luminosa della pompa, le particelle nello stato fondamentale guadagnano energia e passano a un livello di energia più elevato. Come il passaggio da E1 a E3, poiché la particella è instabile all'elevato livello di energia di E3, cadrà rapidamente allo stato metastabile E2 in un processo di transizione non radiativo. A questo livello di energia, le particelle hanno una vita di sopravvivenza relativamente lunga. A causa della continua eccitazione della sorgente di luce della pompa, il numero di particelle a livello di energia E2 continuerà ad aumentare e il numero di particelle a livello di energia E1 aumenterà. In questo modo, la distribuzione dell'inversione della popolazione è realizzata nella fibra drogata con erbio e sono disponibili le condizioni per l'apprendimento dell'amplificazione ottica.
Quando l'energia del fotone del segnale di ingresso E = HF è esattamente uguale alla differenza di livello di energia tra E2 ed E1, E2-E1 = HF, le particelle nello stato metastabile passano allo stato fondamentale E1 sotto forma di radiazioni stimolate. Le radiazioni e l'ingresso i fotoni nel segnale sono identici ai fotoni, aumentando così significativamente il numero dei fotoni, rendendo il segnale ottico di ingresso diventare un forte segnale ottico di uscita nella fibra drogata con erbio, realizzando l'amplificazione diretta del segnale ottico.

2. Diagramma di sistema e introduzione di dispositivo di base
2.1. Il diagramma schematico del sistema di amplificatore in fibra ottica a L-banda è il seguente: