เครื่องขยายแสงเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการขยายสัญญาณแสงหรือที่เรียกว่าสัญญาณแสง แอมพลิฟายเออร์ออปติคอลขยายสัญญาณแสงโดยตรงโดยไม่แปลงเป็นรูปแบบกลางอื่น ๆ สิ่งนี้แตกต่างจากอุปกรณ์ประเภทอื่นที่เรียกว่าตัวกำเนิดใหม่หรือทวนสัญญาณซึ่งจะเพิ่มสัญญาณออพติคอลที่เข้ามาด้วยการแปลงให้เป็นไฟฟ้าแล้วสร้างสัญญาณแสงใหม่ เทคโนโลยีเครื่องขยายสัญญาณแสงช่วยเพิ่มสัญญาณแสงในอุปกรณ์เช่นเลเซอร์และสายไฟเบอร์ออปติกและเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานเช่นการสื่อสารโทรคมนาคม
วิธีการขยายสัญญาณที่พบมากที่สุดซึ่งใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์เดียวกับที่ใช้ในเลเซอร์ที่ถูกปั๊มแบบออปติกเป็นการกระตุ้นการปล่อย แอมพลิฟายเออร์แบบออพติคอลทุกตัวที่ใช้วิธีนี้มีสื่อทางกายภาพที่สามารถขยายแสงที่เข้ามาซึ่งเรียกว่าสื่อที่ได้รับ เมื่อสื่อที่ได้รับได้รับพลังงานแสงที่เข้ามากระบวนการที่เรียกว่าการสูบน้ำวัสดุที่ได้รับโฟตอนของแสงที่เข้ามาจะถูกดูดซับไว้ชั่วคราวและกระตุ้นอิเล็กตรอนของตัวกลางให้อยู่ในระดับพลังงานที่สูงขึ้น อิเล็กตรอนเหล่านี้จะกลับไปสู่ระดับเดิมอย่างรวดเร็ว เมื่อพวกเขาทำเช่นนั้นพลังงานที่สูญเสียจะถูกปล่อยออกมาในรูปของโฟตอนขยายสัญญาณเดิม หากจำเป็นต้องใช้แอมพลิฟายเออร์ที่สูงมากแอมพลิฟายเออร์หลายตัวสามารถถูกล่ามโซ่ไว้ด้วยกันเพื่อให้สัญญาณออปติคอลสามารถส่งผ่านแต่ละลำดับได้
สารที่แตกต่างกันจำนวนมากสามารถนำมาใช้เป็นสื่อในการขยายแสงขึ้นอยู่กับพลังงานแสงความยาวคลื่นและคุณสมบัติอื่น ๆ ที่ต้องการสำหรับอุปกรณ์เฉพาะ สิ่งที่ได้รับมากที่สุดสำหรับแอมพลิฟายเออร์ออปติคัลคือซิลิกอนไดออกไซด์เจือด้วยธาตุหายากจำนวนเล็กน้อยเช่นเออร์เบียมและอิตเทอร์เบียม สื่อที่ได้รับอื่น ๆ เช่นเซมิคอนดักเตอร์หรือผลึกโกเมนอลูมิเนียม yttrium นอกจากนี้ยังสามารถนำมาใช้
แอมพลิฟายเออร์ชนิดหนึ่งที่เรียกว่าเครื่องขยายเสียง Raman ช่วยเพิ่มสัญญาณแสงโดยการใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการกระจายรามัน เมื่อแสงเข้ามาสัมผัสกับสสารโฟตอนที่ไม่ดูดซับจะกระจายไปในทิศทางที่แตกต่างกัน ส่วนใหญ่ของพวกเขารักษาความยาวคลื่นและความถี่เช่นเดียวกับก่อน เปอร์เซ็นต์ที่น้อยมากซึ่งแลกเปลี่ยนพลังงานกับอนุภาคของสสารเนื่องจากพลังงานสั่นสะเทือนของอนุภาคเหล่านั้นทำไม่ได้
การใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้เพื่อการขยายด้วยแสงนั้นเกี่ยวข้องกับแหล่งกำเนิดแสงสองแหล่งคือเลเซอร์ปั๊มความถี่สูงและแหล่งกำเนิดแสงที่มีความถี่ต่ำกว่าและมีความยาวคลื่นสูงกว่าจากใยแก้วนำแสงที่มีสัญญาณจริง อุปกรณ์ขยายสัญญาณในแอมพลิฟายเออร์รามันถูกสูบด้วยแสงความถี่สูงจากเลเซอร์ปั๊มอนุภาคของสื่อที่น่าตื่นเต้นและเพิ่มพลังงานการสั่นสะเทือนเพื่อกระตุ้นการกระเจิงของรามัน เมื่อโฟตอนความยาวคลื่นที่สูงขึ้นของสัญญาณแสงผ่านตัวกลางสัญญาณจะได้รับพลังงานโดยใช้ลำแสงปั๊มและขยายสัญญาณ วิธีนี้ใช้เป็นหลักในเทคโนโลยีโทรคมนาคมเพื่อเพิ่มสัญญาณทางไกลที่ส่งผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสง
