Sơ đồ kỹ thuật hệ thống khuếch đại EDFA băng tần L

EDFA sử dụng sợi pha tạp ion erbium làm môi trường khuếch đại, tạo ra sự đảo ngược mật độ dưới ánh sáng bơm. Nó nhận ra sự khuếch đại bức xạ kích thích dưới sự cảm ứng của ánh sáng tín hiệu.
Ion Erbium có ba mức năng lượng. Chúng ở mức năng lượng thấp nhất, E1, khi chúng không bị kích thích bởi bất kỳ ánh sáng nào. Khi sợi quang được kích thích liên tục bởi nguồn sáng laser của máy bơm, các hạt ở trạng thái cơ bản sẽ thu được năng lượng và chuyển sang mức năng lượng cao hơn. Chẳng hạn như quá trình chuyển đổi từ E1 sang E3, do hạt không ổn định ở mức năng lượng cao E3 nên sẽ nhanh chóng rơi xuống trạng thái siêu bền E2 trong quá trình chuyển tiếp không bức xạ. Ở mức năng lượng này, các hạt có thời gian tồn tại tương đối dài. Do nguồn sáng bơm bị kích thích liên tục, số lượng hạt ở mức năng lượng E2 sẽ tiếp tục tăng và số lượng hạt ở mức năng lượng E1 sẽ tăng lên. Bằng cách này, sự phân bố đảo ngược dân số được thực hiện trong sợi pha tạp erbium và có sẵn các điều kiện để học khuếch đại quang học.
Khi năng lượng photon tín hiệu đầu vào E=hf chính xác bằng chênh lệch mức năng lượng giữa E2 và E1, E2-E1=hf, các hạt ở trạng thái siêu bền sẽ chuyển sang trạng thái cơ bản E1 dưới dạng bức xạ kích thích. Bức xạ và đầu vào Các photon trong tín hiệu giống hệt với các photon, do đó làm tăng đáng kể số lượng photon, làm cho tín hiệu quang đầu vào trở thành tín hiệu quang đầu ra mạnh trong sợi pha tạp erbium, thực hiện khuếch đại trực tiếp tín hiệu quang .

2. Sơ đồ hệ thống và giới thiệu thiết bị cơ bản
2.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống khuếch đại sợi quang băng tần L như sau: