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摻鉺光纖放大器的放大原理與雷射產生原理類似，光線中摻雜的稀土族元素Er(3+）其亞穩態和基態的能量差相當于1550nm光子的能量。當吸收適當波長的泵浦光能量(980nm或1480nm)后，電子會從基態躍遷到能階高的激發態。接著釋放少量能量轉移到較穩定的亞穩態，在泵浦光源足夠時鉺離子的電子會發生巨量反轉。即高能階的亞穩態比能階低的基帶電子數量多。當適當的光信號通過時，亞穩態電子會發生受激輻射效應，放射出大量同波長光子，但因為存在振動能階，所以波長不是單一的二十一個范圍。典型值在1530nm~1570nm。
摻鉺光纖放大器主要有摻鉺光纖、泵源、隔離器、合波器耦合器、探測器及控制電路等部分組成。
其中，摻鉺光纖式放大器的基礎、關鍵的器件；泵源的作用是用來向摻鉺光纖提供能量，將基帶的鉺離子激勵到高能態，致使粒子數發生反轉，從而產生受激輻射，實現對1550nm波段光信號放大，現在用得廣泛的泵源是980nm的LD隔離器主要用來防止放大器產生自激振蕩，合波器的作用是將泵浦光耦合到摻鉺光線中去。耦合器則是將信號光分出一部分提供個探測器，以便實現對放大器工作狀態的實時監控。
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