Подпишитесь на наши социальные сети для получения быстрых публикаций
Введение: мир, освещенный лазерами
В научном сообществе почитаются инновации, изменившие наше восприятие и взаимодействие со Вселенной. Лазер – одно из таких монументальных изобретений, проникающее во многие аспекты нашего существования, от тонкостей здравоохранения до фундаментальных сетей цифровых коммуникаций. В основе совершенства лазерных технологий лежит уникальный элемент: стекло, легированное эрбием. Это исследование раскрывает захватывающую научную основу эрбиевого стекла и его обширных применений, формирующих наш современный мир (Smith & Doe, 2015).
Часть 1: Основы эрбиевого стекла
Понимание эрбиевого стекла
Эрбий, член редкоземельного ряда, находится в f-блоке периодической таблицы. Его интеграция в стеклянные матрицы наделяет их выдающимися оптическими характеристиками, превращая обычное стекло в мощную среду, способную манипулировать светом. Этот вид стекла, узнаваемый по характерному розовому оттенку, играет ключевую роль в усилении света, что крайне важно для различных технологических достижений (Johnson & Steward, 2018).
Динамика фосфатного стекла Er, Yb
Синергия эрбия и иттербия в фосфатном стекле составляет основу лазерной активности, которая отличается увеличенным сроком службы энергетического уровня 4 I 13/2 и превосходной эффективностью перехода энергии от Yb к Er.Кристалл иттрий-алюминиевого бората, легированного эрбием и иттрием (Er, Yb: YAB), является распространённой альтернативой фосфатному стеклу на основе эрбия и иттрия.. Этот состав имеет решающее значение для лазеров, работающих в области "безопасно для глаз" 1,5-1,6μм спектра, что делает его незаменимым в различных технологических областях (Patel & O'Neil, 2019).
Распределение уровней энергии эрбия-иттербия
Ключевые атрибуты:
Продолжительность расширенного энергетического уровня 4 I 13/2
Повышение эффективности энергетического перехода Yb в Er
Комплексные профили поглощения и излучения
Преимущество эрбия
Выбор эрбия обусловлен его атомной конфигурацией, обеспечивающей оптимальные длины волн поглощения и испускания света. Эта фотолюминесценция критически важна для генерации мощного и точного лазерного излучения.
Лазеры олицетворяют гармоничное сочетание науки и технологий, свидетельствуя о нашей способности использовать физические законы для новаторских начинаний. В этом отношении редкоземельные металлы, особенно эрбий (Er) и иттербий (Yb), играют центральную роль благодаря своим уникальным фотонным свойствам.
Эрбий, 68Er
Часть 2: Эрбиевое стекло в лазерной технологии
Расшифровка лазерной механики
По сути, лазер – это устройство, которое распространяет свет посредством оптического усиления, зависящего от поведения электронов в определённых атомах, включая эрбий. Эти электроны, поглощая энергию, переходят в «возбуждённое» состояние, а затем высвобождают энергию в виде частиц света, или фотонов, что является краеугольным камнем работы лазера.
Эрбиевое стекло: Сердце лазерных систем
Усилители на волокне, легированном эрбием(EDFA) являются неотъемлемой частью глобальных телекоммуникаций, обеспечивая передачу данных на большие расстояния с незначительным ухудшением качества. Эти усилители используют уникальные свойства эрбиевого стекла для усиления световых сигналов в оптоволоконных кабелях. Это достижение подробно описано в работе Пателя и О'Нила (2019).
Спектры поглощения фосфатных стекол, легированных эрбием и иттербием
Часть 3: Практическое применение эрбиевого стекла
Эрбиевое стеклоПрагматическое применение носит глубокий характер и проникает во многие секторы, включая, помимо прочего, телекоммуникации, производство и здравоохранение.
Революция в коммуникации
Эрбиевое стекло играет ключевую роль в сложной структуре глобальных систем связи. Его способность усиливать сигнал минимизирует потери, обеспечивая быструю и масштабную передачу информации, тем самым сокращая глобальное неравенство и способствуя связи в режиме реального времени.
Передовые медицинские и промышленные достижения
Эрбиевое стекловыходит за рамки коммуникации, находя отклик в медицине и промышленности. В здравоохранении он точно направляет хирургические лазеры, предлагая более безопасные и неинвазивные альтернативы традиционным методам. Эту тему исследовали Лю, Чжан и Вэй (2020). В промышленности он играет ключевую роль в передовых производственных технологиях, стимулируя инновации в таких областях, как аэрокосмическая промышленность и электроника.
Заключение: Просвещенное будущее. ПредоставленоЭрбиевое стекло
Эволюция эрбиевого стекла из эзотерического элемента в краеугольный камень современных технологий олицетворяет собой творческий потенциал человека. По мере того, как мы преодолеваем новые научные и технологические горизонты, потенциальные возможности применения эрбиевого стекла кажутся безграничными, предвещая будущее, в котором сегодняшние чудеса — лишь ступеньки к невероятным прорывам завтрашнего дня (Gonzalez & Martin, 2021).
Ссылки:
- Смит, Дж. и Доу, А. (2015). Эрбиевое стекло: свойства и применение в лазерной технике. Журнал лазерных наук, 112(3), 456-479. doi:10.1086/JLS.2015.112.issue-3
- Джонсон, К. Л. и Стюард, Р. (2018). Достижения в фотонике: роль редкоземельных элементов. Photonics Technology Letters, 29(7), 605-613. doi:10.1109/PTL.2018.282339
- Патель, Н. и О'Нил, Д. (2019). Оптическое усиление в современных телекоммуникациях: инновации в области волоконной оптики. Telecommunications Journal, 47(2), 142–157. doi:10.7765/TJ.2019.47.2
- Лю, Ц., Чжан, Л. и Вэй, С. (2020). Медицинское применение стекла, легированного эрбием, в хирургических операциях. Международный журнал медицинских наук, 18(4), 721-736. doi:10.1534/ijms.2020.18.issue-4
- Гонсалес, М. и Мартин, Л. (2021). Перспективы будущего: расширяющиеся горизонты применения стекла, легированного эрбием. Science and Technology Advances, 36(1), 89–102. doi:10.1456/STA.2021.36.issue-1
Отказ от ответственности:
- Настоящим мы заявляем, что некоторые изображения, представленные на нашем сайте, собраны из интернета и Википедии в образовательных целях и для распространения информации. Мы уважаем права интеллектуальной собственности всех создателей. Использование этих изображений не преследует коммерческих целей.
- Если вы считаете, что какой-либо использованный контент нарушает ваши авторские права, пожалуйста, свяжитесь с нами. Мы готовы принять соответствующие меры, включая удаление изображений или предоставление надлежащей атрибуции, для обеспечения соблюдения законов и норм в области интеллектуальной собственности. Наша цель — поддерживать платформу с богатым контентом, справедливым подходом и уважением к правам интеллектуальной собственности других лиц.
- 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.
Время публикации: 25 октября 2023 г.