高出力光ファイバ増幅器は光ファイバ媒体に基づいて光信号電力増幅を実現する装置であり、出力電力は通常ワット級以上に達し、レーザ加工、光通信、レーザレーダなどの分野に広く応用されている。
高出力光ファイバ増幅器は主に種子源の主発振増幅技術（MOPA）に基づき、高光束品質、小電力の固体または光ファイバレーザを種子光源とし、二重クラッド光ファイバを増幅器とする。信号を光ファイバコアに光結合し、吸引光を光ファイバ内クラッド層に結合することにより、吸引光は光ファイバ内の輸送中にドープされたイオンに吸収され、粒子数が反転して利得を実現する。信号光がコアを通過すると、励起状態の粒子は外来信号光の作用下で誘導放射を発生し、この放射は外来信号光に重畳して増幅され、高出力、光束品質の増幅レーザー出力を得る。
動作原理
利得媒体として希土類ドープファイバ（例えば、エルビウムドープ、イッテルビウムドープファイバ）を用い、ポンプ光源（多くは半導体レーザ）を介してファイバにエネルギーを注入し、ドープイオンを基底状態から励起状態に遷移させる。
励起状態イオンは入射信号光により励起されて励起放射を発生し、信号光と同周波数、同位相の光子を放出し、信号光電力増幅を実現する。
光アイソレータ、光結合器などのコンポーネントを装備し、反射光干渉を回避し、増幅過程の安定を保障する。
コア構造
種子源：高光束品質、小出力の初期光信号を提供し、増幅過程の起点である。
抽気源：増幅過程にエネルギーを提供し、通常は高出力のレーザーダイオードを採用する。
利得誘電体ファイバ：二重クラッドファイバ構造を採用し、コア中に希土類イオン（例えば、エルビウム、イッテルビウムなど）をドープし、信号増幅のコア領域である。
光アイソレータ：増幅システムで発生した逆自発放射（ASE）光が種子源に入ることを防止し、その正常な動作に影響する。
結合システム：信号光と抽気輸送光をそれぞれファイバコアと内部クラッド層に結合し、有効な光伝送と増幅を確保する。