在講光譜燒孔（Spectral hole burning）和極化燒孔（Polarization hole burning）特性前，必須先瞭解何謂非同質性，由正三價鉺離子的能階圖可以發現一種多重能階分佈（此能階分裂分佈的狀況叫史達克分裂Stark splitting），所以電子吸收980nm或1480nm的能量後，會分佈於所謂的多重能階中。所以電子的分佈反轉（Populatiion Inversion）並非在單一能階上，此一特性，會在量測上造成光譜燒孔和極化燒孔效應，而使量測產生誤差。

光譜燒孔效應

舉個例子來說，要量測一40個通道的摻鉺光纖放大器，因設備不足，所以可使用雜訊增益法（Noise gain profile），若以一個通道源做飽和信號，那就是以1個通道來代替40個通道的飽和狀態，所以這個通道的能量相對要強很多，這時就有可能造成某個能階上的激發態電子消耗得比平均其他能階激發態電子多，站在增益的角度來想，就是這個通道波長的每個光子，所能的到的增益貢獻相較其他波長少，使得增益對波長的曲線圖，如(圖一)所示，縱軸是增益。通常光譜燒孔在1530nm附近的效應最大，一般燒孔寬度約為3～10nm，深度為0.1～0.4dB，所以用非直接量測方式（以少數雷射通道數取代實際的雷射通道數的量測法）會因光譜燒孔效應使得量測出現誤差。
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