Τεχνικό σχήμα συστήματος ενισχυτή EDFA ζώνης L

Το EDFA χρησιμοποιεί ίνα με πρόσμιξη ιόντων ερβίου ως μέσο κέρδους, η οποία παράγει αναστροφή πληθυσμού υπό φως αντλίας. Πραγματοποιεί ενίσχυση διεγερμένης ακτινοβολίας υπό την επαγωγή φωτός σήματος.
Τα ιόντα ερβίου έχουν τρία ενεργειακά επίπεδα. Βρίσκονται στο χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο, E1, όταν δεν διεγείρονται από κανένα φως. Όταν η ίνα διεγείρεται συνεχώς από το λέιζερ πηγής φωτός άντλησης, τα σωματίδια στην θεμελιώδη κατάσταση αποκτούν ενέργεια και μεταβαίνουν σε υψηλότερο ενεργειακό επίπεδο. Όπως η μετάβαση από E1 σε E3, επειδή το σωματίδιο είναι ασταθές στο υψηλό ενεργειακό επίπεδο E3, θα πέσει γρήγορα στην μετασταθή κατάσταση E2 σε μια μη ακτινοβολική διαδικασία μετάβασης. Σε αυτό το ενεργειακό επίπεδο, τα σωματίδια έχουν σχετικά μεγάλη διάρκεια ζωής. Λόγω της συνεχούς διέγερσης της πηγής φωτός άντλησης, ο αριθμός των σωματιδίων στο ενεργειακό επίπεδο E2 θα συνεχίσει να αυξάνεται και ο αριθμός των σωματιδίων στο ενεργειακό επίπεδο E1 θα αυξηθεί. Με αυτόν τον τρόπο, η κατανομή αντιστροφής πληθυσμού πραγματοποιείται στην ίνα με πρόσμιξη ερβίου και οι συνθήκες για την εκμάθηση της οπτικής ενίσχυσης είναι διαθέσιμες.
Όταν η ενέργεια φωτονίου σήματος εισόδου E=hf είναι ακριβώς ίση με τη διαφορά ενεργειακής στάθμης μεταξύ E2 και E1, E2-E1=hf, τα σωματίδια στην μετασταθή κατάσταση θα μεταβούν στην θεμελιώδη κατάσταση E1 με τη μορφή διεγερμένης ακτινοβολίας. Η ακτινοβολία και τα φωτόνια εισόδου στο σήμα είναι πανομοιότυπα με τα φωτόνια, αυξάνοντας έτσι σημαντικά τον αριθμό των φωτονίων, καθιστώντας το οπτικό σήμα εισόδου ένα ισχυρό οπτικό σήμα εξόδου στην ίνα με πρόσμιξη ερβίου, πραγματοποιώντας την άμεση ενίσχυση του οπτικού σήματος.

2. Διάγραμμα συστήματος και βασική εισαγωγή στη συσκευή
2.1. Το σχηματικό διάγραμμα του συστήματος ενισχυτή οπτικών ινών ζώνης L έχει ως εξής: