Erbium-dopearre glêstriedfersterker: stjoert sinjaal sûnder ferswakking

Erbium, it 68e elemint yn it periodyk systeem.

er

 

De ûntdekking fanerbiumis fol mei ûnfoarspelbere ferrassingen. Yn 1787, yn it lytse stedsje Itby, 1,6 kilometer fan Stockholm, Sweden, waard in nije seldsume ierde ûntdutsen yn in swarte stien, neamd yttriumierde neffens de lokaasje fan 'e ûntdekking. Nei de Frânske Revolúsje brûkte skiekundige Mossander nij ûntwikkele technology om elemintêre stoffen te ferminderjenyttriumfan yttriumierde. Op dit punt realisearren minsken har dat yttriumierde gjin "ien komponint" is en fûnen twa oare oksiden: de rôze wurdt neamderbiumokside, en de ljochtpears wurdt terbiumokside neamd. Yn 1843 ûntduts Mossander erbium enterbium, mar hy leaude net dat de twa fûne stoffen suver wiene en mooglik mingd mei oare stoffen. Yn 'e folgjende desennia ûntdutsen minsken stadichoan dat der yndie in protte eleminten yn mingd wiene, en fûnen stadichoan oare lanthanidemetaaleleminten neist erbium en terbium.

De stúdzje fan erbium wie net sa glêd as de ûntdekking derfan. Hoewol Maussand yn 1843 rôze erbiumokside ûntduts, wie it pas yn 1934 dat suvere samples fanerbiummetaalwaarden ekstrahearre troch trochgeande ferbettering fan suveringsmetoaden. Troch ferwaarming en suveringerbiumchlorideen kalium, hawwe minsken de reduksje fan erbium troch metaal kalium berikt. Dochs binne de eigenskippen fan erbium te ferlykber mei oare lanthanidemetaaleleminten, wat resulteart yn hast 50 jier stagnaasje yn relatearre ûndersyk, lykas magnetisme, wriuwingsenerzjy en fonkgeneraasje. Oant 1959, mei de tapassing fan 'e spesjale 4f-laach elektroanyske struktuer fan erbiumatomen yn opkommende optyske fjilden, krige erbium oandacht en waarden meardere tapassingen fan erbium ûntwikkele.

Erbium, sulverwyt, hat in sêfte tekstuer en fertoant allinnich sterke ferromagnetisme tichtby it absolute nulpunt. It is in supergelieder en wurdt stadich oksidearre troch loft en wetter by keamertemperatuer.Erbiumoksideis in rôzereade kleur dy't faak brûkt wurdt yn 'e porseleinyndustry en is in goede glazuur. Erbium is konsintrearre yn fulkanyske rotsen en hat grutskalige minerale ôfsettings yn súdlik Sina.

Erbium hat treflike optyske eigenskippen en kin ynfraread omsette yn sichtber ljocht, wêrtroch it it perfekte materiaal is foar it meitsjen fan ynfrareaddetektors en nachtfisy-apparaten. It is ek in betûft ark yn fotondeteksje, by steat om kontinu fotonen te absorbearjen fia spesifike ion-eksitaasjenivo's yn 'e fêste stof, en dan dizze fotonen te detektearjen en te tellen om in fotondetektor te meitsjen. De effisjinsje fan direkte absorpsje fan fotonen troch trivalente erbiumioanen wie lykwols net heech. It wie pas yn 1966 dat wittenskippers erbiumlasers ûntwikkelen troch yndirekt optyske sinjalen te fangen fia helpioanen en dan enerzjy oer te dragen oan erbium.

It prinsipe fan 'e erbiumlaser is fergelykber mei dat fan in holmiumlaser, mar syn enerzjy is folle leger as dy fan in holmiumlaser. In erbiumlaser mei in golflingte fan 2940 nanometer kin brûkt wurde om sêft weefsel te snijen. Hoewol dit type laser yn it midden-ynfrareade gebiet in minne penetraasjemooglikheid hat, kin it fluch opnommen wurde troch focht yn minsklik weefsel, wêrtroch't goede resultaten berikt wurde mei minder enerzjy. It kin sêft weefsel fyn snije, slypje en fuortsmite, wêrtroch't rappe wûnegenêzing berikt wurdt. It wurdt in soad brûkt yn laseroperaasjes lykas mûnlinge holte, wite katarakten, skientme, littekenferwidering en rimpelferwidering.

Yn 1985 ûntwikkelen de Universiteit fan Southampton yn it Feriene Keninkryk en de Northeastern University yn Japan mei súkses in erbium-dopearre glêstriedfersterker. Tsjintwurdich kin Wuhan Optics Valley yn Wuhan, Hubei-provinsje, Sina dizze erbium-dopearre glêstriedfersterker selsstannich produsearje en eksportearje nei Noard-Amearika, Jeropa en oare plakken. Dizze tapassing is ien fan 'e grutste útfiningen yn glêstriedkommunikaasje, salang't in bepaald diel fan erbium dope is, kin it kompensearje foar it ferlies fan optyske sinjalen yn kommunikaasjesystemen. Dizze fersterker is op it stuit it meast brûkte apparaat yn glêstriedkommunikaasje, en kin optyske sinjalen sûnder ferswakking oerdrage.


Pleatsingstiid: 16 augustus 2023