برای دریافت سریع پست‌ها در شبکه‌های اجتماعی ما عضو شوید
مقدمه: جهانی روشن شده با لیزر
در جامعه علمی، نوآوری‌هایی که درک و تعامل ما با جهان را تغییر داده‌اند، مورد احترام هستند. لیزر به عنوان یکی از این اختراعات عظیم، در جنبه‌های متعددی از وجود ما، از پیچیدگی‌های مراقبت‌های بهداشتی گرفته تا شبکه‌های بنیادی ارتباطات دیجیتال ما، نفوذ کرده است. عنصری استثنایی در پیچیدگی فناوری لیزر وجود دارد: شیشه آلاییده شده با اربیم. این کاوش، علم جذاب زیربنای شیشه اربیم و کاربردهای گسترده آن را که دنیای معاصر ما را شکل می‌دهد، آشکار می‌کند (اسمیت و دو، ۲۰۱۵).
بخش ۱: اصول اولیه شیشه اربیوم
درک شیشه اربیوم
اربیم، عضوی از سری عناصر خاکی کمیاب، در بلوک f جدول تناوبی قرار دارد. ادغام آن در ماتریس‌های شیشه‌ای، ویژگی‌های نوری قابل توجهی را به ارمغان می‌آورد و شیشه معمولی را به یک محیط قدرتمند با قابلیت دستکاری نور تبدیل می‌کند. این نوع شیشه که با رنگ صورتی متمایز خود قابل تشخیص است، در تقویت نور نقش محوری دارد و برای کاربردهای متنوع فناوری ضروری است (Johnson & Steward, 2018).
دینامیک شیشه فسفات Er، Yb:
هم‌افزایی اربیم و ایتربیم در شیشه فسفات، ستون فقرات فعالیت لیزر را تشکیل می‌دهد که با طول عمر سطح انرژی 4I 13/2 و راندمان انتقال انرژی برتر از Yb به Er متمایز می‌شود.کریستال بورات ایتریم آلومینیوم آلاییده شده با Er, Yb (Er, Yb: YAB) جایگزین رایجی برای شیشه فسفات Er, Yb: است.این ترکیب برای لیزرهایی که در محدوده‌ی ... کار می‌کنند، بسیار مهم است.ایمن برای چشم۱.۵-۱.۶μطیف m، آن را در حوزه‌های مختلف فناوری ضروری می‌سازد (پاتل و اونیل، ۲۰۱۹).
توزیع سطح انرژی اربیم-ایتربیم
ویژگی‌های کلیدی:
مدت زمان سطح انرژی 4 I 13/2 افزایش یافته است
افزایش اثربخشی انتقال انرژی Yb به Er
پروفایل‌های جامع جذب و انتشار
مزیت اربیوم
انتخاب اربیم عمدی است و با پیکربندی اتمی که منجر به جذب و انتشار بهینه نور با طول موج‌های مختلف می‌شود، انجام می‌شود. این فوتولومینسانس برای تولید انتشارهای لیزری قوی و دقیق بسیار مهم است.
لیزرها مظهر پیوند هماهنگ بین علم و فناوری هستند، گواهی بر توانایی ما در بهره‌گیری از قوانین فیزیکی برای سرمایه‌گذاری‌های پیشگامانه. در اینجا، فلزات خاکی کمیاب، به ویژه اربیوم (Er) و ایتربیوم (Yb)، به دلیل ویژگی‌های فوتونیکی بی‌نظیرشان، نقش محوری دارند.
اربیم، 68Er
بخش 2: شیشه اربیوم در فناوری لیزر
رمزگشایی مکانیک لیزر
اساساً، لیزر دستگاهی است که نور را از طریق تقویت نوری، بسته به رفتارهای الکترونی در اتم‌های خاص، از جمله اربیوم، به جلو می‌راند. این الکترون‌ها، پس از جذب انرژی، به حالت "برانگیخته" صعود می‌کنند و متعاقباً انرژی را به صورت ذرات نور یا فوتون آزاد می‌کنند که سنگ بنای عملکرد لیزر است.
شیشه اربیمقلب سیستم‌های لیزری
تقویت‌کننده‌های فیبری آلاییده شده با اربیوم(EDFAها) بخش جدایی‌ناپذیری از مخابرات جهانی هستند و رله داده‌ها را در فواصل طولانی با تخریب ناچیز تسهیل می‌کنند. این تقویت‌کننده‌ها از ویژگی‌های خارق‌العاده شیشه آلاییده شده با اربیوم برای تقویت سیگنال‌های نوری در لوله‌های فیبر نوری استفاده می‌کنند، پیشرفتی که به طور مفصل توسط پاتل و اونیل (۲۰۱۹) شرح داده شده است.
طیف‌های جذبی شیشه‌های فسفات آلاییده شده با اربیوم و ایتربیوم
بخش 3: کاربردهای عملی شیشه اربیوم
شیشه اربیمکاربردهای عملی آن عمیق است و در بخش‌های متعددی از جمله، اما نه محدود به، مخابرات، تولید و مراقبت‌های بهداشتی نفوذ می‌کند.
انقلابی در ارتباطات
در شبکه پیچیده سیستم‌های ارتباطی جهانی، شیشه اربیوم بسیار مهم است. قدرت تقویت آن، اتلاف سیگنال را به حداقل می‌رساند و انتقال سریع و گسترده اطلاعات را تضمین می‌کند، بنابراین شکاف‌های جهانی را کاهش داده و اتصال در زمان واقعی را تقویت می‌کند.
پیشرفت‌های پیشگامانه پزشکی و صنعتی
شیشه اربیمفراتر از ارتباطات، در زمینه‌های پزشکی و صنعتی طنین‌انداز می‌شود. در مراقبت‌های بهداشتی، دقت آن لیزرهای جراحی را هدایت می‌کند و جایگزین‌های ایمن‌تر و غیرتهاجمی‌تری برای روش‌های مرسوم ارائه می‌دهد، موضوعی که توسط لیو، ژانگ و وی (2020) بررسی شده است. از نظر صنعتی، در تکنیک‌های پیشرفته تولید نقش مهمی دارد و نوآوری را در زمینه‌هایی مانند هوافضا و الکترونیک پیش می‌برد.
نتیجه‌گیری: آینده‌ای روشن با حسن نیت ازشیشه اربیم
تکامل شیشه اربیم از یک عنصر مرموز به یک سنگ بنای فناوری مدرن، خلاقیت انسان را به تصویر می‌کشد. همزمان با عبور ما از آستانه‌های علمی و فناوری جدید، کاربردهای بالقوه شیشه آلاییده شده با اربیم بی‌حد و مرز به نظر می‌رسد و نویدبخش آینده‌ای است که در آن شگفتی‌های امروز تنها سنگ‌بناهایی برای پیشرفت‌های غیرقابل‌درک فردا هستند (گونزالس و مارتین، 2021).
مراجع:
- اسمیت، جی.، و دو، ای. (2015). شیشه آلاییده 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). پیشرفت‌ها در فوتونیک: نقش عناصر خاکی کمیاب. فوتونیک تکنولوژی لترز، 29(7)، 605-613. doi:10.1109/PTL.2018.282339
- پاتل، ن.، و اونیل، د. (2019). تقویت نوری در مخابرات مدرن: نوآوری‌های 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 آلاییده شده با اربیوم در روش‌های جراحی. مجله بین‌المللی علوم پزشکی، 18(4)، 721-736. doi:10.1534/ijms.2020.18.issue-4
- گونزالس، م.، و مارتین، ل. (2021). چشم‌اندازهای آینده: افق‌های رو به گسترش کاربردهای شیشه آلاییده شده با اربیوم. پیشرفت‌های علم و فناوری، 36(1)، 89-102. doi:10.1456/STA.2021.36.issue-1
سلب مسئولیت:
- بدینوسیله اعلام می‌کنیم که برخی از تصاویر نمایش داده شده در وب‌سایت ما، از اینترنت و ویکی‌پدیا به منظور آموزش بیشتر و به اشتراک‌گذاری اطلاعات جمع‌آوری شده‌اند. ما به حقوق مالکیت معنوی همه سازندگان اصلی احترام می‌گذاریم. این تصاویر بدون هیچ قصد تجاری استفاده می‌شوند.
- اگر معتقدید که هرگونه محتوای استفاده شده، حق چاپ شما را نقض می‌کند، لطفاً با ما تماس بگیرید. ما مشتاقانه آماده‌ایم تا اقدامات لازم، از جمله حذف تصاویر یا ارائه ارجاع مناسب، را برای اطمینان از رعایت قوانین و مقررات مالکیت معنوی انجام دهیم. هدف ما حفظ پلتفرمی غنی از محتوا، منصفانه و محترمانه برای 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: ۲۵ اکتبر ۲۰۲۳