Modulatore elettro-ottico Rof Amplificatore ottico EDFA Amplificatore a fibra drogata con erbio Amplificatore YDFA

Un amplificatore ottico è un dispositivo che riceve un segnale luminoso in ingresso e genera un segnale in uscita con una potenza ottica maggiore. Tipicamente, gli ingressi e le uscite sono fasci laser (molto raramente altri tipi di fasci luminosi), che si propagano come fasci gaussiani nello spazio libero o in una fibra. L'amplificazione avviene in un cosiddetto mezzo di guadagno, che deve essere "pompato" (ovvero, alimentato con energia) da una sorgente esterna. La maggior parte degli amplificatori ottici è pompata otticamente o elettricamente.
I diversi tipi di amplificatori differiscono notevolmente, ad esempio, in termini di proprietà di saturazione. Ad esempio, i mezzi di guadagno laser drogati con terre rare possono immagazzinare quantità considerevoli di energia, mentre gli amplificatori parametrici ottici forniscono amplificazione solo finché è presente il fascio di pompaggio. Un altro esempio è rappresentato dagli amplificatori ottici a semiconduttore, che immagazzinano molta meno energia rispetto agli amplificatori a fibra, e ciò ha importanti implicazioni per le comunicazioni in fibra ottica.