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 dân số dưới ánh sáng bơm. Nó thực hiện khuếch đại bức xạ kích thích dưới sự cảm ứng của ánh sáng tín hiệu.
Các ion Erbi 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 liên tục được kích thích bởi laser nguồn sáng 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, vì hạt không ổn định ở mức năng lượng cao của E3, nên nó sẽ nhanh chóng rơi xuống trạng thái bán ổn định E2 trong quá trình chuyển đổi không bức xạ. Ở mức năng lượng này, các hạt có thời gian sống tương đối dài. Do nguồn sáng bơm liên tục kích thích, số lượng hạt ở mức năng lượng E2 sẽ tiếp tục tăng và số lượng hạt ở mức năng lượng E1 sẽ tăng. Theo cách này, sự phân bố đảo ngược dân số được thực hiện trong sợi quang pha tạp erbi và các điều kiện để học khuếch đại quang học có sẵn.
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 photon đầu vào trong tín hiệu giống hệt với photon, 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 erbi, 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 hệ thống khuếch đại sợi quang băng tần L như sau: