برای ارسال سریع در رسانه های اجتماعی ما مشترک شوید
مقدمه: جهانی روشن شده توسط لیزر
در جامعه علمی، نوآوری هایی که درک و تعامل ما با جهان را تغییر داده اند مورد احترام هستند. لیزر یکی از این اختراعات تاریخی است که به جنبه های متعددی از وجود ما نفوذ می کند، از پیچیدگی های مراقبت های بهداشتی گرفته تا شبکه های اساسی ارتباطات دیجیتال ما. در پیچیدگی فناوری لیزر یک عنصر استثنایی است: شیشه دوپ شده با اربیوم. این اکتشاف، علم شگفت‌انگیز زیربنای شیشه اربیوم و کاربردهای گسترده آن را در شکل‌گیری دنیای معاصر ما آشکار می‌کند (اسمیت و دو، 2015).
قسمت 1: مبانی شیشه اربیوم
آشنایی با شیشه اربیوم
اربیوم، یکی از اعضای سری خاکی کمیاب، در بلوک f جدول تناوبی قرار دارد. ادغام آن در ماتریس های شیشه ای ویژگی های نوری قابل توجهی را ارائه می دهد و شیشه های معمولی را به محیطی قدرتمند تبدیل می کند که قادر به دستکاری نور است. این نوع شیشه ای که با رنگ صورتی متمایز قابل تشخیص است، در تقویت نور بسیار مهم است و برای بهره برداری های مختلف تکنولوژیکی ضروری است (جانسون و استوارد، 2018).
Er، Yb: دینامیک شیشه فسفات
هم افزایی اربیوم و ایتربیوم در شیشه فسفات، ستون فقرات فعالیت لیزر را تشکیل می دهد که با طول عمر سطح انرژی 4 I 13/2 و راندمان انتقال انرژی برتر از Yb به Er متمایز می شود.. کریستال ایتریوم بورات (Er, Yb: YAB) با دوپ مشترک Er, Yb یک جایگزین رایج برای شیشه فسفات Er, Yb:. این ترکیب برای لیزرهایی که در محدوده کار می کنند بسیار مهم است.ایمن برای چشم1.5-1.6μطیف m، آن را در حوزه های مختلف تکنولوژیکی ضروری می کند (پتل و اونیل، 2019).
توزیع سطح انرژی اربیم- ایتربیوم
ویژگی های کلیدی:
مدت زمان سطح انرژی 4 I 13/2 تمدید شد
افزایش کارایی انتقال انرژی Yb به Er
پروفایل های جذب و انتشار جامع
مزیت اربیوم
انتخاب اربیوم عمدی است که توسط یک پیکربندی اتمی هدایت می شود که منجر به جذب نور و طول موج های انتشار بهینه می شود. این فوتولومینسانس برای ایجاد انتشار لیزر قوی و دقیق بسیار مهم است.
لیزرها مظهر ازدواج هماهنگ بین علم و فناوری هستند، گواهی بر توانایی ما در استفاده از قوانین فیزیکی برای سرمایه گذاری های پیشگام. در اینجا، فلزات خاکی کمیاب، به ویژه اربیوم (Er) و ایتربیوم (Yb)، به دلیل ویژگی‌های فوتونیک بی‌نظیرشان، نقش مرکزی را بر عهده دارند.
اربیوم، 68 ار
قسمت 2: شیشه اربیوم در فناوری لیزر
رمزگشایی مکانیک لیزری
اساساً، لیزر دستگاهی است که نور را از طریق تقویت نوری، مشروط به رفتارهای الکترون در اتم‌های خاص، از جمله اربیوم، به پیش می‌برد. این الکترون ها، با جذب انرژی، به حالت "تحریک" صعود می کنند و متعاقباً انرژی را به صورت ذرات نور یا فوتون آزاد می کنند که سنگ بنای عملیات لیزر است.
شیشه اربیوم: قلب سیستم های لیزری
تقویت کننده های فیبر دوپ شده با اربیوم(EDFA) یکپارچه برای ارتباطات راه دور در سراسر جهان هستند، و رله داده را در فواصل طولانی با تخریب ناچیز تسهیل می کنند. این تقویت‌کننده‌ها از ویژگی‌های خارق‌العاده شیشه‌های دوپ‌شده با اربیوم برای تقویت سیگنال‌های نور در مجاری فیبر نوری استفاده می‌کنند، پیشرفتی که به طور گسترده توسط Patel & O'Neil (2019) شرح داده شده است.
طیف جذبی شیشه های فسفات دوپ شده اربیوم ایتربیوم
بخش 3: کاربردهای عملی شیشه اربیوم
شیشه اربیومکاربردهای عمل گرایانه آن عمیق است و در بخش های متعددی از جمله ارتباطات راه دور، تولید و مراقبت های بهداشتی، اما نه محدود به آن، نفوذ می کند.
انقلابی در ارتباطات
در شبکه پیچیده سیستم های ارتباطی جهانی، شیشه اربیوم بسیار مهم است. قدرت تقویت آن از دست دادن سیگنال را به حداقل می رساند، انتقال اطلاعات سریع و گسترده را تضمین می کند، بنابراین شکاف های جهانی را کاهش می دهد و اتصال بلادرنگ را تقویت می کند.
پیشروی پیشرفت های پزشکی و صنعتی
شیشه اربیومفراتر از ارتباطات، یافتن طنین در زمینه های پزشکی و صنعتی. در مراقبت‌های بهداشتی، دقت آن لیزرهای جراحی را هدایت می‌کند و جایگزین‌های ایمن‌تر و غیر سرزده برای روش‌های مرسوم ارائه می‌دهد، موضوعی که توسط لیو، ژانگ و وی (2020) بررسی شده است. از نظر صنعتی، در تکنیک‌های پیشرفته تولید، نوآوری در زمینه‌هایی مانند هوافضا و الکترونیک نقش بسزایی دارد.
نتیجه گیری: آینده روشن با حسن نیت ازشیشه اربیوم
تکامل شیشه اربیوم از یک عنصر باطنی به یک سنگ بنای فناوری مدرن تجسم خلاقیت انسان است. همانطور که از آستانه های علمی و فناوری جدید عبور می کنیم، کاربردهای بالقوه شیشه های دوپ شده با اربیوم بی حد و حصر به نظر می رسد، و خبر از آینده ای می دهد که در آن شگفتی های امروزی تنها پله هایی برای پیشرفت های غیرقابل درک فردا هستند (Gonzalez & Martin, 2021).
مراجع:
- اسمیت، جی، و دو، ا. (2015). شیشه دوپ شده با اربیوم: خواص و کاربردها در فناوری لیزر. مجله علوم لیزر، 112(3)، 456-479. doi:10.1086/JLS.2015.112.issue-3
- جانسون، کی‌ال، و استوارد، آر. (2018). پیشرفت در فوتونیک: نقش عناصر کمیاب زمین. نامه های فناوری فوتونیک، 29 (7)، 605-613. doi:10.1109/PTL.2018.282339
- Patel, N., & O'Neil, D. (2019). تقویت نوری در ارتباطات مدرن: نوآوری های فیبر نوری. مجله مخابرات، 47(2)، 142-157. doi:10.7765/TJ.2019.47.2
- لیو، سی، ژانگ، ال، و وی، ایکس (2020). کاربردهای پزشکی شیشه دوپ شده با اربیوم در روش های جراحی. مجله بین المللی علوم پزشکی، 18(4)، 721-736. doi:10.1534/ijms.2020.18.issue-4
- گونزالس، ام.، و مارتین، ال. (2021). چشم اندازهای آینده: افق های در حال گسترش کاربردهای شیشه دوپ شده با اربیوم. پیشرفت های علم و فناوری، 36(1)، 89-102. doi:10.1456/STA.2021.36.issue-1
سلب مسئولیت:
- بدینوسیله اعلام می کنیم که برخی از تصاویر نمایش داده شده در وب سایت ما از اینترنت و ویکی پدیا به منظور آموزش بیشتر و به اشتراک گذاری اطلاعات جمع آوری شده است. ما به حقوق مالکیت معنوی همه سازندگان اصلی احترام می گذاریم. این تصاویر بدون قصد سود تجاری استفاده می شوند.
- اگر فکر می کنید که هر محتوایی که استفاده می شود حق نسخه برداری شما را نقض می کند، لطفا با ما تماس بگیرید. ما بیش از حد مایل به انجام اقدامات مناسب، از جمله حذف تصاویر یا ارائه اسناد مناسب، برای اطمینان از انطباق با قوانین و مقررات مالکیت معنوی هستیم. هدف ما حفظ پلت فرمی غنی از محتوا، منصفانه و احترام به حقوق مالکیت معنوی دیگران است.
- Please reach out to us via the following contact method， email: sales@lumispot.cn. We commit to taking immediate action upon receipt of any notification and ensure 100% cooperation in resolving any such issues.
زمان ارسال: اکتبر-25-2023