半導體激光器的作原工作原理，它是作原在泵浦源的作用下，使得工作物質處于粒子數反轉分布狀態，作原從而具備光的作原放大作用。對于摻鉺光纖放大器來說，作原其基本原理與之相同，作原它之所以能放大光信號，作原簡單來說，作原是作原在泵浦源的作用下，在摻鉺光纖中出現了粒子數反轉分布，作原產生了受激輻射，作原從而使光信號得到放大。作原由于EDFA具有細長的作原纖形結構，使得有源區的作原能量密度很高，光和物質的作原作用區很長，這樣可以降低對泵浦源功率的要求。
    由理論分析知道，鉺離子有三個工作能級：E1,E2和E3，如圖所示。其中E1能級最低，稱為基態；E2能級為亞穩態，E3能級最高，稱為激發態。

 圖 鉺離子能帶圖

     在末受任何光激勵的情況下，處在最低能級E1上，當用泵浦光源的激光不斷地激發光纖時，處于基態的粒子獲得了能量就會向高能級躍遷。如由E1躍遷至E3，由于粒子在E3這個高能級上是不穩定的，它將迅速以無輻射躍遷過程落到亞穩態E2上。在該能級上，相對來講粒子有較長的存活壽命，此時，由于泵浦光源不斷地激發，則E2能級上的粒子數就不斷增加，而E1能級上的粒子數就減少，這樣，在這段摻鉺光纖中實現了粒子數反轉分布狀態，就具備了實現光放大的條件。
    當輸入光信號的光子能量E=hf正好等于E2和E1的能級差時，即E2-E1=hf：，則亞穩態E2上的粒子將以受激輻射的形式躍遷到基態E1上，并輻射出和輸入光信號中的光子一樣的全同光子，從而大大增加了光子數量，使得輸入光信號在摻鉺光纖中變為一個強的輸出光信號，實現了對光信號的直接放大。