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

EDFA sử dụng sợi quang pha tạp ion erbium làm môi trường khuếch đại, tạo ra sự đảo ngược mật độ electron dưới ánh sáng kích thích. Nó thực hiện khuếch đại bức xạ kích thích dưới sự tác động của ánh sáng tín hiệu.
Các ion Erbium có ba mức năng lượng. Chúng ở mức năng lượng thấp nhất, E1, khi không bị kích thích bởi bất kỳ ánh sáng nào. Khi sợi quang được kích thích liên tục bởi nguồn sáng laser, các hạt ở trạng thái cơ bản sẽ thu được năng lượng và chuyển lên mức năng lượng cao hơn. Ví dụ như sự chuyển tiếp từ E1 lên E3, vì hạt không ổn định ở mức năng lượng cao E3, nó sẽ nhanh chóng rơi xuống trạng thái bán bền E2 trong một 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 sáng laser, số lượng hạt ở mức năng lượng E2 sẽ tiếp tục tăng lên, và số lượng hạt ở mức năng lượng E1 cũng tăng lên. Bằng cách này, sự phân bố đảo ngược mật độ hạt được thực hiện trong sợi quang pha tạp Erbium, và các điều kiện để học khuếch đại quang học được tạo ra.
Khi năng lượng photon tín hiệu đầu vào E=hf chính xác bằng hiệu số mức năng lượng giữa E2 và E1, E2-E1=hf, các hạt ở trạng thái bán bền sẽ chuyển sang trạng thái cơ bản E1 dưới dạng bức xạ kích thích. Bức xạ này và các photon tín hiệu đầu vào giống hệt nhau, do đó làm tăng đáng kể số lượng photon, khiến tín hiệu quang đầu vào trở thành tín hiệu quang đầu ra mạnh trong sợi quang pha tạp erbium, thực hiện khuếch đại trực tiếp tín hiệu quang.

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