Оптические усилители функционируют на основе явления вынужденного излучения фотонов - фундаментального принципа квантовой физики. Устройство усиливает слабый оптический сигнал путем стимулирования излучения фотонов в специально легированной среде (например, волокне, допированном эрбием). Этот процесс обеспечивает усиление входного сигнала без необходимости его преобразования в электрическую форму, что гарантирует эффективную передачу данных на большие расстояния в волоконно-оптических линиях связи.