Konfigurasi
Skema penguat serat yang didoping tanah jarang ditunjukkan pada Gambar 1. Sinyal input digabungkan dengan lampu pompa oleh WDM coupler, dan diperkuat oleh lampu pompa melalui emisi terstimulasi dalam serat yang diolah dari tanah jarang. Isolator optik ditempatkan baik pada input dan output, untuk menstabilkan penguatan sinyal dengan menghilangkan pantulan balik yang tidak diinginkan dari port output, serta untuk mencegah amplifier beroperasi sebagai laser serat.
Panjang gelombang emisi dari elemen tanah jarang
Gambar 2 menunjukkan diagram energi dari berbagai elemen tanah jarang, menunjukkan panjang gelombang pompa dan emisi. Elemen tanah jarang menyerap cahaya pompa dan dinaikkan ke tingkat tereksitasi (ditunjukkan sebagai panah ke atas), dan akhirnya turun ke tingkat yang lebih rendah dengan memancarkan cahaya (ditampilkan sebagai panah ke bawah).
Erbium (Er) menunjukkan fluoresensi yang kuat di C-band dan L-band dan dengan demikian penguat serat yang didoping erbium (EDFA) adalah penguat serat optik yang paling umum dalam komunikasi optik. Unsur tanah jarang umum lainnya adalah Iterbium (Yb) dan Thulium (Tm). Iterbium dan thulium menunjukkan fluoresensi kuat sekitar 1 mikron dan 1,9 mikron, dan dua elemen tanah jarang ini biasanya digunakan untuk laser serat daya tinggi untuk aplikasi non-telekomunikasi (penandaan laser, pengelasan, dll.).
Secara umum satu penyerapan foton menghasilkan satu emisi foton, namun hal ini tidak selalu terjadi. Satu kasus disebut emisi bertingkat, di mana satu foton yang diserap menghasilkan dua (atau lebih) foton; sebuah contoh ditunjukkan dalam diagram energi Tm. Kasus lain disebut emisi konversi naik, di mana dua (atau lebih) foton yang diserap menghasilkan satu foton; sebuah contoh ditunjukkan dalam diagram energi Er.