תכנית טכנית של מערכת מגבר L-band EDFA

EDFA משתמשת בסיבים מסוממים של ארביום יון כמדיום הרווח, המייצר היפוך אוכלוסייה תחת אור משאבה. הוא מבין הגברת קרינה מגורה תחת השראת אור האות.
ליוני ארביום יש שלוש רמות אנרגיה. הם נמצאים ברמת האנרגיה הנמוכה ביותר, E1, כאשר הם לא מתרגשים מכל אור. כאשר הסיב מתרגש ללא הרף על ידי לייזר מקור האור של המשאבה, החלקיקים במצב הקרקע זוכים לאנרגיה ומעבר לרמת אנרגיה גבוהה יותר. כמו המעבר מ- E1 ל- E3, מכיוון שהחלקיק אינו יציב ברמת האנרגיה הגבוהה של E3, הוא ייפול במהירות למצב הגרורתי E2 בתהליך מעבר שאינו משמר. ברמת אנרגיה זו, לחלקיקים יש חיי הישרדות ארוכים יחסית. בשל העירור הרציף של מקור האור של המשאבה, מספר החלקיקים ברמת האנרגיה E2 ימשיך לעלות, ומספר החלקיקים ברמת האנרגיה E1 יגדל. באופן זה, חלוקת היפוך האוכלוסייה מתממשת בסיבים המסוממים של ארביום, והתנאים ללימוד הגברה אופטית זמינים.
כאשר אנרגיית הפוטון של אות הקלט E = HF שווה בדיוק להבדל ברמת האנרגיה בין E2 ל- E1, E2-E1 = HF, החלקיקים במצב גרור יעברו למצב הקרקע E1 בצורה של קרינה מגורה. הקרינה והקלט הפוטונים באות זהים לפוטונים, ובכך מגדילים משמעותית את מספר הפוטונים, מה שהופך את האות האופטי לקלט להפוך לאות אופטי פלט חזק בסיב המסומם של ארביום, ומבין את ההגברה הישירה של האות האופטי.

2. דיאגרמת מערכת והצגת מכשירים בסיסיים
2.1. התרשים הסכמטי של מערכת מגבר הסיבים האופטיים L-band הוא כדלקמן: