Esquema técnico do sistema amplificador EDFA de banda L

O EDFA utiliza fibra dopada com íons de érbio como meio de ganho, o que produz inversão populacional sob luz de bombeamento. Ele realiza amplificação de radiação estimulada sob a indução de luz de sinal.
Os íons de érbio possuem três níveis de energia. Eles estão no nível de energia mais baixo, E1, quando não são excitados por nenhuma luz. Quando a fibra é continuamente excitada pelo laser da fonte de luz bombeada, as partículas no estado fundamental ganham energia e transitam para um nível de energia mais alto. Como na transição de E1 para E3, como a partícula é instável no alto nível de energia de E3, ela cairá rapidamente para o estado metaestável E2 em um processo de transição não radiativa. Nesse nível de energia, as partículas têm uma vida útil relativamente longa. Devido à excitação contínua da fonte de luz bombeada, o número de partículas no nível de energia E2 continuará a aumentar, e o número de partículas no nível de energia E1 aumentará. Dessa forma, a distribuição de inversão populacional é realizada na fibra dopada com érbio, e as condições para o aprendizado da amplificação óptica estão disponíveis.
Quando a energia do fóton do sinal de entrada, E = hf, é precisamente igual à diferença de nível de energia entre E2 e E1, E2-E1 = hf, as partículas no estado metaestável transitam para o estado fundamental E1 na forma de radiação estimulada. A radiação e os fótons de entrada no sinal são idênticos aos fótons, aumentando significativamente o número de fótons, fazendo com que o sinal óptico de entrada se torne um forte sinal óptico de saída na fibra dopada com érbio, realizando a amplificação direta do sinal óptico.

2. Diagrama do sistema e introdução básica do dispositivo
2.1. O diagrama esquemático do sistema amplificador de fibra óptica de banda L é o seguinte: