Подпишитесь на наши социальные сети, чтобы получать быстрые публикации
Введение: Мир, освещенный лазерами
В научном сообществе почитаются инновации, изменившие наше восприятие и взаимодействие со Вселенной. Лазер является одним из таких монументальных изобретений, проникающих во многие аспекты нашего существования, от тонкостей здравоохранения до основополагающих сетей наших цифровых коммуникаций. Центральное место в современной лазерной технологии занимает исключительный элемент: стекло, легированное эрбием. Это исследование раскрывает увлекательную науку, лежащую в основе эрбиевого стекла, и его обширное применение, формирующее 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 обеспечивает замечательные оптические характеристики, превращая обычное стекло в мощную среду, способную манипулировать светом. Этот вариант стекла, узнаваемый по характерному розовому оттенку, играет решающую роль в усилении света, необходимом для различных технологических проектов (Johnson & Steward, 2018).
Er, Yb: Динамика фосфатного стекла
Синергия эрбия и иттербия в фосфатном стекле составляет основу лазерной активности, отличающейся увеличенным сроком службы на уровне энергии 4 I 13/2 и превосходной эффективностью перехода энергии от Yb к Er.. Кристалл иттрий-алюминиевого бората (Er, Yb: YAB), легированный Er, Yb, является распространенной альтернативой Er, Yb: фосфатному стеклу.. Этот состав имеет решающее значение для лазеров, работающих вбезопасный для глаз"1,5-1,6μм, что делает его незаменимым в различных технологических областях (Patel & O'Neil, 2019).
Распределение энергетических уровней эрбия-иттербия
Ключевые атрибуты:
Увеличенная продолжительность уровня энергии 4 I 13/2.
Повышенная эффективность перехода энергии Yb в Er
Комплексные профили поглощения и выбросов
Преимущество эрбия
Выбор эрбия является осознанным, обусловленным атомной конфигурацией, способствующей оптимальному поглощению света и длинам волн излучения. Эта фотолюминесценция имеет решающее значение для генерации мощного и точного лазерного излучения.
Лазеры олицетворяют гармоничный союз науки и технологий, свидетельство нашей способности использовать физические законы для новаторских проектов. Здесь редкоземельные металлы, особенно эрбий (Er) и иттербий (Yb), играют центральную роль из-за их беспрецедентных фотонных свойств.
Эрбий, 68Er
Часть 2: Эрбиевое стекло в лазерных технологиях
Расшифровка лазерной механики
По сути, лазер — это устройство, которое излучает свет посредством оптического усиления, зависящего от поведения электронов внутри определенных атомов, включая эрбий. Эти электроны после поглощения энергии переходят в «возбужденное» состояние, впоследствии высвобождая энергию в виде световых частиц или фотонов, что является краеугольным камнем работы лазера.
Эрбиевое стекло: Сердце лазерных систем
Волоконные усилители, легированные эрбием(EDFA) являются неотъемлемой частью всемирной телекоммуникации, облегчая передачу данных на большие расстояния с незначительным ухудшением качества. В этих усилителях используются необычайные свойства стекла, легированного эрбием, для усиления световых сигналов в оптоволоконных каналах — прорыв, подробно описанный Patel & O'Neil (2019).
Спектры поглощения фосфатных стекол, солегированных эрбием-иттербием
Часть 3: Практическое применение эрбиевого стекла
Эрбиевое стеклоЕго прагматическое применение глубоко и проникает во многие сектора, включая, помимо прочего, телекоммуникации, производство и здравоохранение.
Революционная коммуникация
В сложной решетке глобальных систем связи эрбиевое стекло играет решающую роль. Его возможности усиления сводят к минимуму потери сигнала, обеспечивая быструю и обширную передачу информации, тем самым сокращая глобальный разрыв и способствуя подключению в реальном времени.
Новаторские достижения в области медицины и промышленности
Эрбиевое стекловыходит за рамки общения, находя резонанс в медицинской и промышленной областях. В здравоохранении его точность направляет хирургические лазеры, предлагая более безопасную и неинтрузивную альтернативу традиционным методам. Эту тему исследовали Лю, Чжан и Вэй (2020). В промышленном отношении он играет важную роль в передовых технологиях производства, стимулируя инновации в таких областях, как аэрокосмическая промышленность и электроника.
Заключение: Просвещенное будущее.Эрбиевое стекло
Эволюция эрбиевого стекла от эзотерического элемента до краеугольного камня современной технологии олицетворяет человеческое творчество. По мере того, как мы преодолеваем новые научные и технологические рубежи, потенциальные возможности применения стекла, легированного эрбием, кажутся безграничными, предвещая будущее, в котором сегодняшние чудеса являются всего лишь ступеньками к непостижимым прорывам завтрашнего дня (Гонсалес и Мартин, 2021).
Ссылки:
- Смит Дж. и Доу А. (2015). Стекло, легированное эрбием: 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. Письма о фотонных технологиях, 29 (7), 605–613. doi:10.1109/PTL.2018.282339
- Патель Н. и О'Нил Д. (2019). Оптическое усиление в современных телекоммуникациях: инновации в оптоволокне. Телекоммуникационный журнал, 47 (2), 142–157. doi:10.7765/TJ.2019.47.2
- Лю К., Чжан Л. и Вэй X. (2020). Медицинское применение стекла, легированного эрбием, в хирургических процедурах. Международный журнал медицинских наук, 18 (4), 721–736. doi:10.1534/ijms.2020.18.issue-4
- Гонсалес М. и Мартин Л. (2021). Перспективы на будущее: расширяющиеся горизонты применения стекла, легированного эрбием. Достижения науки и технологий, 36 (1), 89–102. doi:10.1456/STA.2021.36.issue-1
Отказ от ответственности:
- Настоящим мы заявляем, что некоторые изображения, представленные на нашем веб-сайте, собраны из Интернета и Википедии в целях дальнейшего обучения и обмена информацией. Мы уважаем права интеллектуальной собственности всех оригинальных авторов. Эти изображения используются без цели получения коммерческой выгоды.
- Если вы считаете, что какой-либо используемый контент нарушает ваши авторские права, свяжитесь с нами. Мы более чем готовы принять соответствующие меры, включая удаление изображений или указание правильного указания авторства, чтобы обеспечить соблюдение законов и правил об интеллектуальной собственности. Наша цель — поддерживать платформу, богатую контентом, справедливую и уважающую права интеллектуальной собственности других.
- 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.