Erbiyum katkılı fiber amplifikatör: zayıflama olmaksızın sinyal iletimi

Erbiyum, periyodik tablonun 68. elementidir.

er

 

Keşfierbiyumkıvrımlar ve dönüşlerle doludur. 1787'de, İsveç'in Stockholm kentine 1,6 kilometre uzaklıktaki küçük Itby kasabasında, siyah bir taşta yeni bir nadir toprak keşfedildi ve keşfin yapıldığı yere göre itriyum toprağı olarak adlandırıldı. Fransız Devrimi'nden sonra, kimyager Mossander yeni geliştirilen teknolojiyi elementalitriyumitriyum toprağından. Bu noktada, insanlar itriyum toprağının “tek bir bileşen” olmadığını fark ettiler ve iki oksit daha buldular: pembe olanaerbiyum oksitve açık mor olana terbiyum oksit denir. 1843'te Mossander erbiyumu keşfetti veterbiyum, ancak bulunan iki maddenin saf ve muhtemelen diğer maddelerle karıştırılmış olduğuna inanmıyordu. Sonraki on yıllarda, insanlar yavaş yavaş içinde gerçekten de birçok elementin karışmış olduğunu keşfettiler ve yavaş yavaş erbiyum ve terbiyumun yanı sıra diğer lantanit metal elementlerini buldular.

Erbiyumun incelenmesi keşfi kadar pürüzsüz değildi. Maussand pembe erbiyum oksiti 1843'te keşfetmiş olsa da, saf erbiyum örneklerinin ortaya çıkması 1934'e kadar gerçekleşmedi.erbiyum metalisürekli iyileştirmeler nedeniyle saflaştırma yöntemlerinde çıkarılmıştır. Isıtma ve saflaştırma yoluylaerbiyum klorürve potasyum, insanlar metal potasyum ile erbiyumun indirgenmesini başardılar. Buna rağmen, erbiyumun özellikleri diğer lantanit metal elementlerine çok benzerdir ve bu da manyetizma, sürtünme enerjisi ve kıvılcım üretimi gibi ilgili araştırmalarda yaklaşık 50 yıllık bir durgunluğa neden olur. 1959'a kadar, erbiyum atomlarının özel 4f katman elektronik yapısının ortaya çıkan optik alanlarda uygulanmasıyla erbiyum ilgi gördü ve erbiyumun birden fazla uygulaması geliştirildi.

Gümüş beyazı Erbiyum yumuşak bir dokuya sahiptir ve yalnızca mutlak sıfıra yakın güçlü ferromanyetizma sergiler. Bir süperiletkendir ve oda sıcaklığında hava ve su tarafından yavaşça oksitlenir.Erbiyum oksitporselen endüstrisinde yaygın olarak kullanılan gül kırmızısı bir renktir ve iyi bir sırdır. Erbiyum volkanik kayalarda yoğunlaşmıştır ve Güney Çin'de büyük ölçekli mineral yataklarına sahiptir.

Erbiyum olağanüstü optik özelliklere sahiptir ve kızılötesini görünür ışığa dönüştürebilir, bu da onu kızılötesi dedektörler ve gece görüş cihazları yapmak için mükemmel bir malzeme yapar. Ayrıca, foton algılamada yetenekli bir araçtır, katıdaki belirli iyon uyarım seviyeleri aracılığıyla sürekli olarak fotonları emebilir ve daha sonra bu fotonları algılayıp sayarak bir foton dedektörü oluşturabilir. Ancak, üç değerlikli erbiyum iyonları tarafından fotonların doğrudan emiliminin verimliliği yüksek değildi. Bilim insanları, yardımcı iyonlar aracılığıyla optik sinyalleri dolaylı olarak yakalayarak ve ardından enerjiyi erbiyuma aktararak erbiyum lazerlerini ancak 1966'da geliştirdiler.

Erbiyum lazerinin prensibi holmiyum lazerine benzer, ancak enerjisi holmiyum lazerinden çok daha düşüktür. 2940 nanometre dalga boyuna sahip bir erbiyum lazeri yumuşak dokuyu kesmek için kullanılabilir. Orta kızılötesi bölgedeki bu tip lazerin penetrasyon yeteneği zayıf olsa da, insan dokularındaki nem tarafından hızla emilebilir ve daha az enerjiyle iyi sonuçlar elde edilebilir. Yumuşak dokuları ince bir şekilde kesebilir, öğütebilir ve çıkarabilir ve hızlı yara iyileşmesi sağlayabilir. Ağız boşluğu, beyaz katarakt, güzellik, yara izi giderme ve kırışıklık giderme gibi lazer cerrahilerinde yaygın olarak kullanılır.

1985 yılında, İngiltere'deki Southampton Üniversitesi ve Japonya'daki Northeastern Üniversitesi, erbiyum katkılı bir fiber amplifikatörü başarıyla geliştirdi. Günümüzde, Çin'in Hubei Eyaletindeki Wuhan'daki Wuhan Optics Valley, bu erbiyum katkılı fiber amplifikatörü bağımsız olarak üretebiliyor ve Kuzey Amerika, Avrupa ve diğer yerlere ihraç edebiliyor. Bu uygulama, fiber optik iletişimdeki en büyük icatlardan biridir, belirli bir oranda erbiyum katkılı olduğu sürece, iletişim sistemlerindeki optik sinyallerin kaybını telafi edebilir. Bu amplifikatör, şu anda fiber optik iletişimde en yaygın kullanılan cihazdır ve optik sinyalleri zayıflamadan iletebilmektedir.


Gönderi zamanı: 16-Ağu-2023