Esquema tècnic del sistema d'amplificador EDFA de banda L

L'EDFA utilitza fibra dopada amb ions d'erbi com a medi de guany, que produeix inversió de població sota llum de bombament. Realitza una amplificació de radiació estimulada sota la inducció de llum de senyal.
Els ions d'erbi tenen tres nivells d'energia. Es troben al nivell d'energia més baix, E1, quan no són excitats per cap llum. Quan la fibra s'excita contínuament amb el làser de la font de llum de bombament, les partícules en estat fonamental guanyen energia i passen a un nivell d'energia més alt. Com ara la transició d'E1 a E3, com que la partícula és inestable al nivell d'energia alt d'E3, caurà ràpidament a l'estat metaestable E2 en un procés de transició no radiatiu. A aquest nivell d'energia, les partícules tenen una vida útil relativament llarga. A causa de l'excitació contínua de la font de llum de bombament, el nombre de partícules al nivell d'energia E2 continuarà augmentant i el nombre de partícules al nivell d'energia E1 augmentarà. D'aquesta manera, la distribució d'inversió de població es realitza a la fibra dopada amb erbi i les condicions per a l'aprenentatge de l'amplificació òptica estan disponibles.
Quan l'energia fotònica del senyal d'entrada E=hf és exactament igual a la diferència de nivell d'energia entre E2 i E1, E2-E1=hf, les partícules en estat metaestable passaran a l'estat fonamental E1 en forma de radiació estimulada. La radiació i els fotons d'entrada del senyal són idèntics als fotons, cosa que augmenta significativament el nombre de fotons, fent que el senyal òptic d'entrada es converteixi en un fort senyal òptic de sortida a la fibra dopada amb erbi, realitzant l'amplificació directa del senyal òptic.

2. Diagrama del sistema i introducció bàsica del dispositiu
2.1. El diagrama esquemàtic del sistema amplificador de fibra òptica en banda L és el següent: