Amplificador de fibra dopada de Erbium: señal de transmisión sin atenuación

Erbio, el elemento 68 en la tabla periódica.

jerga

 

El descubrimiento deerbioestá lleno de giros y vueltas. En 1787, en el pequeño pueblo de Itby, a 1.6 kilómetros de distancia de Estocolmo, Suecia, se descubrió una nueva tierra rara en una piedra negra, llamada Yttrium Earth según la ubicación del descubrimiento. Después de la Revolución Francesa, Chemist Mossander utilizó tecnología recientemente desarrollada para reducir el elementalitriode Yttrium Earth. En este punto, la gente se dio cuenta de que Yttrium Earth no es un "componente único" y encontró otros dos óxidos: el rosa se llamaóxido de erbio, y la luz púrpura se llama óxido de terbio. En 1843, Mossander descubrió Erbium yterbio, pero no creía que las dos sustancias encontradas fueran puras y posiblemente mezcladas con otras sustancias. En las siguientes décadas, la gente descubrió gradualmente que había muchos elementos mezclados en él, y gradualmente encontraron otros elementos de metal de lantánidos además de Erbium y Terbium.

El estudio de Erbium no fue tan suave como su descubrimiento. Aunque Maussand descubrió el óxido de erbio rosa en 1843, no fue hasta 1934 que muestras puras demetal erbiofueron extraídos debido a la mejora continua en los métodos de purificación. Calentando y purificandocloruro de erbioy potasio, las personas han logrado la reducción de Erbium por potasio metálico. Aun así, las propiedades de Erbium son demasiado similares a otros elementos metálicos de lantánidos, lo que resulta en casi 50 años de estancamiento en investigaciones relacionadas, como el magnetismo, la energía de fricción y la generación de chispa. Hasta 1959, con la aplicación de la estructura electrónica especial de la capa 4F de los átomos de erbio en los campos ópticos emergentes, Erbium ganó atención y múltiples aplicaciones de Erbium.

Erbium, blanco plateado, tiene una textura suave y solo exhibe un fuerte ferromagnetismo cerca de Absolute Zero. Es un superconductor y se oxida lentamente por el aire y el agua a temperatura ambiente.Óxido de erbioes un color rojo rosa comúnmente utilizado en la industria de porcelana y es un buen esmalte. Erbium se concentra en rocas volcánicas y tiene depósitos minerales a gran escala en el sur de China.

Erbium tiene propiedades ópticas sobresalientes y puede convertir infrarrojo en luz visible, lo que lo convierte en el material perfecto para hacer detectores infrarrojos y dispositivos de visión nocturna. También es una herramienta calificada en la detección de fotones, capaz de absorber continuamente fotones a través de niveles específicos de excitación de iones en el sólido, y luego detectar y contar estos fotones para crear un detector de fotones. Sin embargo, la eficiencia de la absorción directa de fotones por iones Erbium trivalentes no fue alta. No fue sino hasta 1966 que los científicos desarrollaron láseres de Erbium al capturar indirectamente señales ópticas a través de iones auxiliares y luego transferir energía a Erbium.

El principio del láser de Erbium es similar al del láser de Holmium, pero su energía es mucho menor que la del láser de Holmium. Se puede usar un láser Erbium con una longitud de onda de 2940 nanómetros para cortar el tejido blando. Aunque este tipo de láser en la región infrarroja media tiene una capacidad de penetración deficiente, puede ser absorbido rápidamente por la humedad en los tejidos humanos, logrando buenos resultados con menos energía. Puede cortar, moler y eliminar los tejidos blandos, logrando una rápida curación de heridas. Se usa ampliamente en cirugías láser como cavidad oral, catarata blanca, belleza, eliminación de cicatrices y eliminación de arrugas.

En 1985, la Universidad de Southampton en el Reino Unido y la Universidad del Nordeste de Japón desarrolló con éxito un amplificador de fibra dopado con erbio. Hoy en día, Wuhan Optics Valley en Wuhan, provincia de Hubei, China puede producir de forma independiente este amplificador de fibra dopado con erbio y exportarlo a América del Norte, Europa y otros lugares. Esta aplicación es uno de los mayores inventos en la comunicación de fibra óptica, siempre que se dope una cierta proporción de Erbium, puede compensar la pérdida de señales ópticas en los sistemas de comunicación. Este amplificador es actualmente el dispositivo más utilizado en la comunicación de fibra óptica, capaz de transmitir señales ópticas sin debilitarse.


Tiempo de publicación: agosto-16-2023