Schéma technique du système d'amplification EDFA en bande L

L'EDFA utilise une fibre dopée aux ions erbium comme milieu amplificateur, ce qui produit une inversion de population sous l'effet de la lumière de pompage. Il réalise une amplification du rayonnement stimulé sous l'effet de l'induction d'un signal lumineux.
Les ions erbium possèdent trois niveaux d'énergie. Ils se situent au niveau d'énergie le plus bas, E1, lorsqu'ils ne sont excités par aucune lumière. Lorsque la fibre est continuellement excitée par le laser de la source lumineuse de pompage, les particules à l'état fondamental gagnent de l'énergie et passent à un niveau d'énergie supérieur. Comme pour la transition de E1 à E3, la particule étant instable à ce niveau d'énergie élevé, elle retombe rapidement à l'état métastable E2 lors d'un processus de transition non radiatif. À ce niveau d'énergie, les particules ont une durée de vie relativement longue. Grâce à l'excitation continue de la source lumineuse de pompage, le nombre de particules au niveau d'énergie E2 continue d'augmenter, tout comme celui des particules au niveau d'énergie E1. De cette manière, la distribution d'inversion de population est réalisée dans la fibre dopée à l'erbium, et les conditions d'apprentissage de l'amplification optique sont réunies.
Lorsque l'énergie photonique du signal d'entrée E = hf est précisément égale à la différence de niveau d'énergie entre E2 et E1, E2-E1 = hf, les particules à l'état métastable passent à l'état fondamental E1 sous forme de rayonnement stimulé. Le rayonnement et les photons d'entrée du signal sont identiques aux photons, ce qui augmente considérablement le nombre de photons, transformant le signal optique d'entrée en un signal optique de sortie puissant dans la fibre dopée à l'erbium, réalisant ainsi l'amplification directe du signal optique.

2. Schéma du système et introduction aux appareils de base
2.1. Le schéma du système d'amplification à fibre optique en bande L est le suivant :