Optička pojačala su tehnologija koja se koristi za pojačavanje svjetlosnih signala, koji se također nazivaju optički signali. Optičko pojačalo izravno pojačava optički signal, bez pretvaranja u neki drugi međuoblik. To ga razlikuje od druge vrste uređaja, nazvanog regenerator ili repetitor, koji pojačava dolazni optički signal pretvarajući ga u električnu energiju i zatim generirajući novi optički signal. Tehnologija optičkog pojačala pojačava optičke signale u uređajima kao što su laseri i optički kabeli i važna je za aplikacije kao što su telekomunikacije.
Najčešća metoda pojačanja, koja koristi isti fenomen koji se koristi u laserima s optičkim pumpama, je stimulirana emisija. Svako optičko pojačalo koje koristi ovu metodu sadrži fizički medij koji može pojačati dolaznu svjetlost, nazvan medij pojačanja. Kada medij za pojačanje primi dolaznu optičku energiju, proces koji se naziva pumpanjem medija za pojačavanje, dolazni fotoni svjetlosti se privremeno apsorbiraju i pobuđuju neke od elektrona medija na više razine energije. Ti elektroni se zatim brzo vraćaju na prvobitnu razinu. Kada to učine, energija koju izgube oslobađa se u obliku fotona, pojačavajući izvorni signal. Ako je potrebno vrlo veliko pojačanje, višestruka pojačala se mogu povezati zajedno tako da optički signal može proći kroz svako od njih u nizu.
Mnoge različite tvari mogu se koristiti kao medij pojačanja u optičkom pojačalu, ovisno o optičkoj snazi, valnoj duljini i drugim karakteristikama koje se žele za određeni uređaj. Najčešći medij pojačanja za optička pojačala je silicij dioksid dopiran malim količinama rijetkih zemnih elemenata kao što su erbij i iterbij. Mogu se koristiti i drugi pojačani mediji, kao što su poluvodiči ili kristali itrij aluminij granata.
Vrsta pojačala nazvana Ramanovo pojačalo pojačava optičke signale iskorištavanjem fenomena zvanog Ramanovo raspršenje. Kada dolazeća svjetlost dođe u dodir s materijom, fotoni koji se ne apsorbiraju raspršuju se u različitim smjerovima. Velika većina njih zadržava istu valnu duljinu i frekvenciju kao i prije. Vrlo mali postotak njih, koji su izmjenjivali energiju s česticama materije zahvaljujući vibracijskoj energiji tih čestica, nemaju.
Iskorištavanje ovoga za optičko pojačanje uključuje dva izvora svjetlosti, laser s visokofrekventnom pumpom i svjetlosni izvor niže frekvencije, veće valne duljine iz optičkog vlakna koje zapravo prenosi signal. Pojačavajući medij u Ramanovom pojačalu se pumpa visokofrekventnim svjetlom iz lasera pumpe, pobuđujući čestice medija i povećavajući njihovu vibracijsku energiju kako bi se potaknulo Ramanovo raspršenje. Kako fotoni optičkog signala veće valne duljine prolaze kroz medij, signal dobiva energiju na račun snopa pumpe i pojačava se. Ova metoda se prvenstveno koristi u telekomunikacijskoj tehnologiji za pojačavanje signala na velike udaljenosti koji se šalju putem optičkih kabela.