在讲光谱烧孔（Spectral hole burning）和极化烧孔（Polarization hole burning）特性前，必须先了解何谓非同质性，由正三价铒离子的能阶图可以发现一种多重能阶分布（此能阶分裂分布的状况叫史达克分裂Stark splitting），所以电子吸收980nm或1480nm的能量后，会分布于所谓的多重能阶中。所以电子的分布反转（Populatiion Inversion）并非在单一能阶上，此一特性，会在量测上造成光谱烧孔和极化烧孔效应，而使量测产生误差。

光谱烧孔效应

举个例子来说，要量测一40个通道的掺铒光纤放大器，因设备不足，所以可使用杂讯增益法（Noise gain profile），若以一个通道源做饱和信号，那就是以1个通道来代替40个通道的饱和状态，所以这个通道的能量相对要强很多，这时就有可能造成某个能阶上的激发态电子消耗得比平均其他能阶激发态电子多，站在增益的角度来想，就是这个通道波长的每个光子，所能的到的增益贡献相较其他波长少，使得增益对波长的曲线图，如(图一)所示，纵轴是增益。通常光谱烧孔在1530nm附近的效应最大，一般烧孔宽度约为3～10nm，深度为0.1～0.4dB，所以用非直接量测方式（以少数雷射通道数取代实际的雷射通道数的量测法）会因光谱烧孔效应使得量测出现误差。
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