Configuration
Un schéma d'un amplificateur à fibre dopée aux terres rares est illustré à la figure 1. Le signal d'entrée est combiné avec la lumière de pompage par le WDM coupleur, et est amplifié par la lumière de pompe via une émission stimulée dans la fibre dopée aux terres rares. Des isolateurs optiques sont placés à la fois à l'entrée et à la sortie, afin de stabiliser l'amplification du signal en éliminant la réflexion arrière indésirable du port de sortie, ainsi que pour empêcher l'amplificateur de fonctionner comme un laser à fibre.
Longueurs d'onde d'émission des éléments de terres rares
La figure 2 montre des diagrammes d'énergie de divers éléments de terres rares, montrant à la fois les longueurs d'onde de pompe et d'émission. Un élément de terre rare absorbe la lumière de pompage et est élevé à un niveau excité (représenté par une flèche vers le haut) et tombe finalement à un niveau inférieur en émettant de la lumière (représenté par une flèche vers le bas).
L'erbium (Er) montre une forte fluorescence dans le Bande C et Bande L Et ainsi amplificateur à fibre dopée à l'erbium (EDFA) est l'amplificateur à fibre optique le plus courant dans les communications optiques. D'autres éléments de terres rares courants sont l'ytterbium (Yb) et le thulium (Tm). L'ytterbium et le thulium présentent une forte fluorescence autour de 1 micron et 1,9 micron, et ces deux terres rares sont couramment utilisées pour les lasers à fibre de forte puissance pour des applications non télécoms (marquage laser, soudage, etc.).
En général, une absorption de photon entraîne une émission de photon, mais ce n'est pas toujours le cas. Un cas est appelé émission en cascade, où un photon absorbé produit deux (ou plus) photons ; un exemple est montré dans le diagramme d'énergie de Tm. Un autre cas est appelé émission de conversion ascendante, où deux (ou plus) photons absorbés produisent un photon ; un exemple est montré dans le diagramme d'énergie de Er.