Kế hoạch kỹ thuật của hệ thống khuếch đại EDFA băng tần

EDFA sử dụng sợi pha tạp ion Erbium làm phương tiện tăng, tạo ra sự đảo ngược dân số dưới ánh sáng bơm. Nó nhận ra khuếch đại bức xạ kích thích dưới sự cảm ứng của ánh sáng tín hiệu.
Các 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 liên tục bị kích thích bởi laser nguồn đèn bơm, các hạt ở trạng thái mặt đất sẽ tăng năng lượng và chuyển sang mức năng lượng cao hơn. Chẳng hạn như quá trình chuyển từ E1 sang E3, vì hạt không ổn định ở mức năng lượng cao của E3, nó sẽ nhanh chóng rơi vào trạng thái E2 có thể di chuyển trong quá trình chuyển tiếp không bức xạ. Ở mức năng lượng này, các hạt có tuổi thọ tương đối dài. Do sự kích thích liên tục của nguồn ánh sáng bơm, số lượng các hạt ở mức năng lượng E2 sẽ tiếp tục tăng và số lượng các hạt ở mức năng lượng E1 sẽ tăng lên. Theo cách này, phân phối đảo ngược dân số được thực hiện trong sợi pha tạp erbium và các điều kiện để học khuếch đại quang học có sẵn.
Khi năng lượng photon tín hiệu đầu vào E = HF chính xác với chênh lệch mức năng lượng giữa E2 và E1, E2-E1 = HF, các hạt ở trạng thái có thể di chuyển 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 của các photon, làm cho tín hiệu quang đầu vào trở thành tín hiệu quang đầu ra mạnh trong sợi pha tạp Erbium, nhận ra sự khuếch đại trực tiếp của tín hiệu quang.

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