Qhov ua kom nrov dua ntawm EDFA yog tsim los ntawm kev sib cuam tshuam ntawm cov teeb liab teeb liab hauv 1550nm band los ntawm Erbium-doped fiber thiab kev sib cuam tshuam ntawm Er3+ ions. Thaum lub teeb cuam tshuam nrog teeb meem, lub teeb tuaj yeem tuaj yeem raug suav hais tias yog ib qhov me me nqaj nqaj cog los ntawm photons. Lub zog ntawm txhua lub photon yog: E = hv qhov twg E yog lub zog ntawm photon, v yog qhov zaus ntawm lub teeb, thiab h yog Planck' s tas li.
Lub zog ntawm lub xeev ntawm Er3+ ion hauv lub erbium-doped fiber tsis tuaj yeem raug coj mus txuas ntxiv. Nws tsuas yog hauv hauv lub xeev cov kev txiav txim siab lub zog kom dhau los ua theem zog, thiab cov xeev zog no dhau los ua theem zog. Thaum lub zog ntawm photon kis tau rau hauv erbium-doped fiber ntau sib npaug rau lub zog sib txawv ntawm ob lub zog ntawm Er3+ ions, Er3+ ions yuav cuam tshuam nrog lub photons los tsim kev cuam tshuam kev tshaj tawm thiab cuam tshuam kev cuam tshuam kev cuam tshuam. Cov pa luam tawm ceev yog hais txog kev hloov ntawm Er3+ ion thiab photon los ntawm theem siab zog mus rau theem qis zog, emitting photon uas yog zoo ib yam li cov paj hlwb photon (qhov zaus, theem, kev qhia tawm, thiab lub xeev polarization ntawm lub laser yog lub zoo ib yam); stimulated absorption yog hais txog Tus Er3+ ion sib cuam tshuam nrog lub photon kom hloov los ntawm kev siv hluav taws xob tsawg mus rau theem siab zog, thiab nqus cov duab photon zoo siab.
Los ntawm kev txhaj cov ntshav muaj zog txaus lub teeb rau hauv erbium-doped fiber, feem ntau ntawm Er3+ ions hauv av hauv lub xeev tuaj yeem xa mus rau lub xeev muaj zog, thiab Er3+ ions hauv lub xeev-siab zog tau hloov mus rau cov metastable sai xeev tsis muaj hluav taws xob. Txij li thaum Er3+ ions muaj lub zog ntev dua lub neej nyob hauv lub xeev metastable, nws yooj yim los tsim cov pejxeem inversion ntawm xeev metastable thiab xeev av, uas yog, tus lej ntawm Er3+ cov khoom hauv lub xeev metastable loj dua tus lej ntawm Er3+ cov lus hauv cov av hauv xeev.
Thaum lub teeb liab photons dhau los ntawm lub ntsej muag pob ntseg thiab sib cuam tshuam nrog Er3 ions los tsim cov kev cuam tshuam kev tshaj tawm, ntau tus ntawm photons zoo tib yam rau lawv tus kheej yog tsim tawm. Nyob rau lub sijhawm no, cov cim kab ntsig kis los ntawm pob ntseg-pob ntseg cov nplais hluav taws xob kom nrawm nrawm nce ntxiv, ua rau lub teeb liab ua kom nrov nrov; tsuas yog qee qhov nyob hauv cov av hauv xeev Er3+ ion pab pawg teeb liab photons tsim cov kev tawm suab nrawm, uas nqus cov duab photons.
Qhov metastable xeev thiab hauv xeev xeev ntawm Er3+ ion muaj qee qhov dav, yog li cov nyhuv ua kom nrov zog ntawm EDFA muaj qee qhov ntev yoj, thiab nws cov nqi raug yog 1530-1570nm. Thaum Er3+ ions nyob rau hauv lub xeev qhov chaw tsis txaus siab, ntxiv rau qhov kev tso tawm thiab qhov kev nqus tawm, qhov ntsuas hluav taws xob kuj tseem tsim, uas yog, Er3 ions nyob hauv lub xeev metastable rau lub sijhawm luv luv thiab tsis muaj lub sijhawm los cuam tshuam nrog photons, thiab yuav nthawv yav dhau los los ntawm lub xeev hloov chaw. Lub xeev khov kho hloov mus rau hauv av xeev thiab emits photons hauv 1550nm band. Lub photon no txawv ntawm lub teeb liab teeb, thiab nws ua lub suab nrov ntawm EDFA. Txij li qhov tshwm sim ntawm emission photons kuj tseem nthuav dav thaum lawv raug xa mus rau hauv cov pa roj erbium-doped fiber, thaum lub tswv yim hluav taws xob tau siv ntawm EDFA qis, suab nrov dua yuav tsim tawm.
