Schemat techniczny układu wzmacniacza EDFA w paśmie L

EDFA wykorzystuje światłowód domieszkowany jonami erbu jako ośrodek wzmocnienia, który powoduje inwersję obsadzeń pod wpływem światła pompującego. Realizuje on wzmocnienie promieniowania stymulowanego pod wpływem indukcji światła sygnałowego.
Jony erbu mają trzy poziomy energetyczne. Znajdują się na najniższym poziomie energetycznym, E1, gdy nie są wzbudzane żadnym światłem. Gdy włókno jest stale wzbudzane przez laser źródła światła pompującego, cząstki w stanie podstawowym zyskują energię i przechodzą na wyższy poziom energetyczny. Na przykład podczas przejścia z E1 do E3, ponieważ cząstka jest niestabilna na wysokim poziomie energetycznym E3, szybko opadnie do stanu metastabilnego E2 w procesie przejścia bezpromienistego. Na tym poziomie energetycznym cząstki mają stosunkowo długi czas życia. Ze względu na ciągłe wzbudzanie źródła światła pompującego, liczba cząstek na poziomie energetycznym E2 będzie nadal wzrastać, a liczba cząstek na poziomie energetycznym E1 będzie wzrastać. W ten sposób w włóknie domieszkowanym erbem realizowany jest rozkład inwersji obsadzeń, a warunki do uczenia się wzmocnienia optycznego są dostępne.
Gdy energia fotonu sygnału wejściowego E = hf jest dokładnie równa różnicy poziomów energii między E2 i E1, E2-E1 = hf, cząstki w stanie metastabilnym przejdą do stanu podstawowego E1 w postaci promieniowania stymulowanego. Promieniowanie i fotony wejściowe w sygnale są identyczne z fotonami, co znacznie zwiększa ich liczbę, sprawiając, że wejściowy sygnał optyczny staje się silnym wyjściowym sygnałem optycznym w światłowodzie domieszkowanym erbem, realizując bezpośrednie wzmocnienie sygnału optycznego.

2. Schemat systemu i wprowadzenie do podstawowych urządzeń
2.1. Schemat układu wzmacniacza światłowodowego pasma L przedstawia się następująco: