Les amplificateurs à fibre optique utilisées en télécommunication n'utilisent pas d'effet non linéaire comme vous semblez le penser. Si c'était le cas, on n'aurait pas toutes les couleurs pour des problème d'interférence constructive/destructive = seules certaines longueurs d'onde seraient amplifiées alors qu'une grosse majorité serait atténuée.
Les fibre dopées à Erbium utilisent deux phénomènes physique différents : la fluorescence et l'émission stimulée de la lumière. Ces fibres sont pompées par un laser vers 980 nm, les atomes d'Erbium sont ainsi excités puis ces atomes se désexcitent partiellement par des transitions non radiatives (sans émission de photon) par des couplages avec l'environnement, typiquement l'énergie va être dissipée sous forme de chaleur. Il se trouve que ces atomes partiellement désexcités possède l'énergie d'un photon de longueur d'onde d'environ 1550 nm. Donc lorsqu'un photon arrive à cette longueur d'onde, l'atome va interagir avec et se désexcite en produisant un photon en tout point identique au photon incident. On a ainsi une amplification théoriquement parfaite, en pratique, les atomes ont tendance a se désexcité spontanèment (sous effet d'émission spontanée) et ceci rajoute du bruit.
On a donc choisi l'Erbium pour que : il possède une bande d'énergie vers 1550 nm et qu'il fasse de la fluorescence de manière efficace. Pour amplifier d'autre longueur, on utilise d'autre terres rares.
Câbles sous-marin