고용량 파장다중분할(WDM) 전송 시스템의 수요가 폭발적으로 증가함에 따라 기존의 erbium-doped fiber amplifiers(EDFA)가 제공하는 이득 대역을 넘어서는 대역폭의 광증폭기의 개발이 촉진되고 있다. 에르븀 이외의 새로운 회토류 첨가물을 사용한 증폭기와 광섬유 내에서의 비선형 현상인 라만 산란에 의한 라만 증폭기에 집중적인 연구가 그 예라 하겠다. 최근 몇 년간의 집중적인 연구를 통하여 현재의 광대역 광 증폭기는 기존의 EDFA(C 벤드 EDFA)가 제공하는 광이득대역의 4∼5배 정도를 쉽게 제공할 수 있다. 이러한 목적을 가지고 통신시장에서 사용될 수 있는 1500nm 근처 대역의 증폭에 대한 세가지의 증폭 기술이 연구되고 있다. 우선, S+밴드(1450-1480nm)와 S밴드(1480-1530nm)의 증폭을 위한 thulium-doped fluoride fiber amplifiers(TDFFA), C 밴드(1530-1560nm)와 L 밴드(1570-1610nm)를 위한 EDFA, 그리고 마지막으로 100nm 이상의 이득대역과 S+에서 L밴드까지 증폭파장대역의 선택이 자유로운 라만 증폭기가 있다. 또한 위의 세 기술을 직렬 또는 병렬로 조합하여 사용하는 증폭기가 있다. 이러한 증폭기 모두에 대해서 실험적인 보고는 많이 있었으나, 내부의 에너지 준위가 복잡하여 증폭 기제가 복잡하고, 실험 파라미터를 측정하기가 어려워서 광대역증폭기의 성능을 예측하기 어려운 점이 있었다. 게다가 이러한 상황에서 광대역증폭기에 대한 해석적이거나 수치해석적인 심도깊은 연구가 부족하여 앞으로 증폭기를 다양하게 응용하기 위한 성능의 예측이 어려울 것으로 보인다. 이는 광대역 증폭기 기반의 전송 시스템을 성공적으로 적용하는데 제한을 줄 것이다. 따라서 본 논문에서는 광대역 증폭기(C/L밴드 EDFA, 라만 증폭기, TDFA)에 대한 실험적인 분석뿐만 아니라 해석적, 수치해석적인 분석 방법까지 그 응용의 예와 함께 소개할 것이다.