Gintear éifeacht aimplithe EDFA trí idirghníomhaíocht an tsolais chomhartha sa bhanda 1550nm tríd an snáithín dópáilte Erbium agus trí idirghníomhaíocht na n-ian Er3+. Nuair a bhíonn solas ag idirghníomhú le hábhar, is féidir solas a mheas mar bhíoma cáithníní comhdhéanta de fhótóin. Is é fuinneamh gach fótóin: E = hv áit arb é E fuinneamh an fhótóin, is é v minicíocht an tsolais, agus h é Planck' s tairiseach.
Ní féidir staid fuinnimh na n-ian Er3+ sa snáithín dópáilte erbium a thógáil go leanúnach. Ní féidir ach i sraith stát scoite fuinnimh a bheith ina leibhéil fuinnimh, agus déantar leibhéil fuinnimh de na stáit fuinnimh seo. Nuair a bhíonn fuinneamh an fhótóin a tharchuirtear sa snáithín dópáilte erbium cothrom leis an difríocht fuinnimh idir dhá leibhéal fuinnimh ian Er3+, idirghníomhaíonn na hiain Er3+ leis na fótóin chun radaíocht excitation agus éifeachtaí ionsúcháin excitation a tháirgeadh. Tagraíonn astaíocht spreagtha d’athrú ian agus fótón Er3+ ó leibhéal ardfhuinnimh go leibhéal ísealfhuinnimh, astaíonn fótón atá díreach mar an gcéanna leis an bhfótón corraithe (is é minicíocht, céim, treo iomadaithe, agus staid pholaraithe an léasair an céanna); Tagraíonn ionsú spreagtha don idirghníomhaíonn ian Er3+ leis an bhfótón chun aistriú ó thacar ísealfhuinnimh go leibhéal ardfhuinnimh, agus an fótón corraithe a ionsú.
Trí solas caidéil atá láidir go leor a instealladh isteach sa snáithín dópáilte erbium, is féidir an chuid is mó de na hiain Er3+ sa stát talún a phumpáil go dtí an stát ardfhuinnimh, agus aistrítear na hiain Er3+ sa stát ardfhuinnimh go tapa chuig an metastable luaigh gan radaíocht. Ós rud é go bhfuil saolré leibhéal fuinnimh níos faide ag iain Er3+ sa stát metastable, is furasta inbhéartú daonra a chruthú idir an stát metastable agus an stát talún, is é sin, tá líon na gcáithníní Er3+ sa stát metastable níos mó ná an líon. de cháithníní Er3+ sa stát talún.
Nuair a théann fótóin chomhartha tríd an tsreang éadrom cluas-dhopáilte agus nuair a bhíonn siad ag idirghníomhú le hiain Er3+ chun éifeacht spreagtha astaíochtaí a tháirgeadh, gintear líon mór fótón atá comhionann leo féin. Ag an am seo, méadaíonn na fótóin comhartha a tharchuirtear tríd an snáithín cluas-dopáilte go tapa, agus aimpliú comhartha mar thoradh air; níl ach cúpla duine sa stát talún Táirgeann an fótón comhartha foirne ian Er3+ éifeacht ionsúite spreagtha, a ionsúnn fótóin.
Tá leithead áirithe ag staid metastable agus staid talún ian Er3+, ionas go mbeidh raon tonnfhaid áirithe ag éifeacht aimplithe EDFA, agus is é a luach tipiciúil 1530-1570nm. Nuair a bhíonn iain Er3+ i riocht metastable, i dteannta le hastaíochtaí spreagtha agus ionsú spreagtha, gintear radaíocht spontáineach freisin, is é sin, fanann iain Er3+ sa stát metastable ar feadh tamaill ghearr agus níl aon deis acu idirghníomhú le fótóin, agus a thiocfaidh go spontáineach ón stát foshraithe. Athraíonn an stát seasta go stát na talún agus astaíonn sé fótóin sa bhanda 1550nm. Tá an fótón seo difriúil ó sholas comhartha, agus is é torann EDFA é. Ós rud é go ndéantar na fótóin astaíochtaí spontáineacha aimpliú freisin nuair a tharchuirtear iad sa snáithín dópáilte erbium, nuair a bhíonn cumhacht optúil ionchuir an EDFA íseal, ginfear torann níos mó.
