Optiniai stiprintuvai yra technologija, naudojama šviesos signalams, dar vadinamiems optiniais signalais, stiprinti. Optinis stiprintuvas tiesiogiai sustiprina optinį signalą, nekeičiant jo į kokią nors kitą tarpinę formą. Tai išskiria jį nuo kito tipo įrenginio, vadinamo regeneratoriumi arba kartotuvu, kuris sustiprina gaunamą optinį signalą paversdamas jį elektra ir generuodamas naują optinį signalą. Optinio stiprintuvo technologija sustiprina optinius signalus įrenginiuose, tokiuose kaip lazeriai ir šviesolaidiniai kabeliai, ir yra svarbi tokioms programoms kaip telekomunikacijos.
Labiausiai paplitęs stiprinimo metodas, kuris išnaudoja tą patį reiškinį, naudojamą optiškai pumpuojamuose lazeriuose, yra stimuliuojama emisija. Kiekviename šį metodą naudojančiame optiniame stiprintuve yra fizinė terpė, kuri gali sustiprinti gaunamą šviesą, vadinama stiprinimo terpe. Kai stiprinimo terpė gauna įeinančią optinę energiją, procesas, vadinamas stiprinimo terpės siurbimu, įeinantys šviesos fotonai laikinai sugeriami ir sužadina kai kuriuos terpės elektronus į aukštesnius energijos lygius. Tada šie elektronai greitai nukrenta iki pradinio lygio. Kai jie tai daro, jų prarasta energija išleidžiama fotonų pavidalu, sustiprinant pradinį signalą. Jei reikia labai didelio stiprinimo, kelis stiprintuvus galima sujungti grandinėmis, kad optinis signalas galėtų eiti per kiekvieną iš jų.
Daug įvairių medžiagų gali būti naudojamos kaip stiprinimo terpės optiniame stiprintuve, atsižvelgiant į optinę galią, bangos ilgį ir kitas norimas konkrečiam įrenginiui charakteristikas. Labiausiai paplitusi optinių stiprintuvų stiprinimo terpė yra silicio dioksidas, legiruotas su nedideliu kiekiu retųjų žemių elementų, tokių kaip erbis ir iterbis. Taip pat gali būti naudojamos kitos stiprinimo terpės, pvz., puslaidininkiai arba itrio aliuminio granato kristalai.
Tam tikro tipo stiprintuvas, vadinamas Ramano stiprintuvu, sustiprina optinius signalus išnaudodamas reiškinį, vadinamą Ramano sklaida. Kai gaunama šviesa liečiasi su medžiaga, nesugerti fotonai išsisklaido įvairiomis kryptimis. Dauguma jų išlaiko tą patį bangos ilgį ir dažnį kaip ir anksčiau. Labai mažas procentas jų, kurie dėl tų dalelių vibracinės energijos pasikeitė energija su materijos dalelėmis, to nedaro.
Tai naudojant optiniam sustiprinimui, apima du šviesos šaltinius: aukšto dažnio siurblio lazerį ir žemesnio dažnio, didesnio bangos ilgio šviesos šaltinį iš optinio pluošto, kuris iš tikrųjų perduoda signalą. Ramano stiprintuvo stiprinimo terpė pumpuojama aukšto dažnio šviesa iš siurblio lazerio, sužadinant terpės daleles ir padidinant jų vibracinę energiją, kad būtų skatinama Ramano sklaida. Kai optinio signalo didesnio bangos ilgio fotonai praeina per terpę, signalas įgyja energijos siurblio pluošto sąskaita ir sustiprinamas. Šis metodas pirmiausia naudojamas telekomunikacijų technologijoje, siekiant sustiprinti tolimojo atstumo signalus, siunčiamus šviesolaidiniais kabeliais.