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 de população sob a ação da luz de bombeamento. Ele realiza a amplificação da radiação estimulada pela indução da luz de sinal.
Os íons de érbio possuem três níveis de energia. Quando não estão excitados por nenhuma luz, encontram-se no nível de energia mais baixo, E1. Quando a fibra é continuamente excitada pelo laser de bombeamento, as partículas no estado fundamental ganham energia e transitam para um nível de energia mais alto. Por exemplo, na transição de E1 para E3, como a partícula é instável no alto nível de energia E3, ela rapidamente cai 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 pelo laser de bombeamento, o número de partículas no nível de energia E2 continua a aumentar, assim como o número de partículas no nível de energia E1. Dessa forma, a distribuição de inversão de população é realizada na fibra dopada com érbio, e as condições para a amplificação óptica por aprendizado são estabelecidas.
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 do sinal de entrada são idênticos aos fótons do sinal original, aumentando significativamente o número de fótons e fazendo com que o sinal óptico de entrada se torne um sinal óptico de saída forte na fibra dopada com érbio, realizando assim a amplificação direta do sinal óptico.

2. Diagrama do sistema e introdução aos dispositivos básicos
2.1. O diagrama esquemático do sistema amplificador de fibra óptica em banda L é apresentado a seguir: