Падпішыцеся на нашы сацыяльныя сеткі для аператыўных публікацый
Уводзіны: Свет, асветлены лазерамі
У навуковай супольнасці шануюцца інавацыі, якія змянілі наша ўспрыманне і ўзаемадзеянне з Сусветам. Лазер з'яўляецца адным з такіх манументальных вынаходніцтваў, якое пранікае ў шматлікія аспекты нашага існавання, ад складанасцей аховы здароўя да фундаментальных сетак нашых лічбавых камунікацый. Цэнтральным элементам вытанчанасці лазерных тэхналогій з'яўляецца выключны элемент: шкло, легаванае эрбіем. Гэта даследаванне раскрывае захапляльную навуку, якая ляжыць у аснове эрбіевага шкла і яго шырокага прымянення, якія фарміруюць наш сучасны свет (Smith & Doe, 2015).
Частка 1: Асновы эрбіевага шкла
Разуменне эрбіевага шкла
Эрбій, член серыі рэдказямельных элементаў, знаходзіцца ў f-блоку перыядычнай табліцы. Яго інтэграцыя ў шкляныя матрыцы надае выдатныя аптычныя характарыстыкі, ператвараючы звычайнае шкло ў магутнае асяроддзе, здольнае маніпуляваць святлом. Гэты варыянт шкла, які можна пазнаць па характэрным ружовым адценні, мае вырашальнае значэнне для ўзмацнення святла, што неабходна для розных тэхналагічных прац (Johnson & Steward, 2018).
Er, Yb: Дынаміка фасфатнага шкла
Сінергія эрбія і ітэрбія ў фасфатным шкле складае аснову лазернай актыўнасці, якая адрозніваецца падоўжаным тэрмінам службы энергетычнага ўзроўню 4 I 13/2 і высокай эфектыўнасцю пераходу энергіі ад Yb да Er.Крышталь алюмініева-борату ітрыю (Er, Yb: YAB), легіраваны Er, Yb, з'яўляецца распаўсюджанай альтэрнатывай фасфатнаму шклу Er, Yb.Гэты склад мае вырашальнае значэнне для лазераў, якія працуюць у межах "бяспечны для вачэй1,5–1,6μм-спектр, што робіць яго незаменным у розных тэхналагічных галінах (Patel & O'Neil, 2019).
Размеркаванне энергетычных узроўняў эрбія-ітэрбія
Асноўныя атрыбуты:
Павялічаны ўзровень энергіі 4 I 1 3/2
Павышаная эфектыўнасць пераходу энергіі Yb у Er
Поўныя профілі паглынання і выпраменьвання
Перавага эрбію
Выбар эрбія быў зроблены наўмысна, з-за канфігурацыі атамаў, якая спрыяе аптымальнаму паглынанню святла і даўжыням хваль выпраменьвання. Гэтая фоталюмінесцэнцыя мае вырашальнае значэнне для генерацыі магутнага і дакладнага лазернага выпраменьвання.
Лазеры ўвасабляюць гарманічны шлюб паміж навукай і тэхналогіямі, што сведчыць пра нашу здольнасць выкарыстоўваць фізічныя законы для наватарскіх праектаў. Тут рэдказямельныя металы, асабліва эрбій (Er) і ітэрбій (Yb), адыгрываюць цэнтральную ролю дзякуючы сваім непараўнальным фатонным уласцівасцям.
Эрбій, 68Er
Частка 2: Эрбієвае шкло ў лазерных тэхналогіях
Расшыфроўка лазернай механікі
Па сутнасці, лазер — гэта прылада, якая выпраменьвае святло з дапамогай аптычнага ўзмацнення ў залежнасці ад паводзін электронаў у пэўных атамах, у тым ліку ў эрбіі. Гэтыя электроны пасля паглынання энергіі пераходзяць у «ўзбуджаны» стан, пасля чаго вызваляюць энергію ў выглядзе светлавых часціц або фатонаў, што з'яўляецца асновай працы лазера.
Эрбієвае шклоСэрца лазерных сістэм
Валакновыя ўзмацняльнікі, легаваныя эрбіем(EDFA) з'яўляюцца неад'емнай часткай сусветных тэлекамунікацый, забяспечваючы перадачу дадзеных на вялікія адлегласці з нязначнай дэградацыяй. Гэтыя ўзмацняльнікі выкарыстоўваюць незвычайныя ўласцівасці шкла, легаванага эрбіем, для ўзмацнення светлавых сігналаў у валаконна-аптычных каналах, прарыў, падрабязна апісаны Патэлем і О'Нілам (2019).
Спектры паглынання фасфатных шклоў, легаваных эрбіем і ітэрбіем
Частка 3: Практычнае прымяненне эрбіевага шкла
Эрбієвае шклопрагматычнае выкарыстанне мае глыбокія веды і пранікае ў многія сектары, у тым ліку, але не абмяжоўваючыся імі, тэлекамунікацыі, вытворчасць і ахову здароўя.
Рэвалюцыя ў камунікацыі
У складанай сетцы глабальных камунікацыйных сістэм эрбіевае шкло мае вырашальнае значэнне. Яго ўзмацняльная здольнасць мінімізуе страты сігналу, забяспечваючы хуткую і шырокую перадачу інфармацыі, тым самым памяншаючы глабальныя разрывы і спрыяючы падключэнню ў рэжыме рэальнага часу.
Піянерскія медыцынскія і прамысловыя дасягненні
Эрбієвае шкловыходзіць за рамкі камунікацыі, знаходзячы рэзананс у медыцынскай і прамысловай галінах. У ахове здароўя яго дакладныя хірургічныя лазеры кіруюць, прапаноўваючы больш бяспечныя, неінвазіўныя альтэрнатывы традыцыйным метадам, тэму, даследаваную Лю, Чжанам і Вэй (2020). У прамысловасці ён адыгрывае важную ролю ў перадавых вытворчых тэхналогіях, стымулюючы інавацыі ў такіх галінах, як аэракасмічная прамысловасць і электроніка.
Выснова: Асветленая будучыня прадастаўленаЭрбієвае шкло
Эвалюцыя эрбіевага шкла ад эзатэрычнага элемента да краевугольнага каменя сучаснай тэхналогіі ўвасабляе чалавечую творчасць. Па меры таго, як мы пераадольваем новыя навуковыя і тэхналагічныя парогі, патэнцыял прымянення шкла, легаванага эрбіем, здаецца бязмежным, прадказваючы будучыню, дзе сённяшнія цуды — гэта толькі прыступкі да незразумелых прарываў заўтрашняга дня (Gonzalez & Martin, 2021).
Спасылкі:
- Сміт, Дж., і Доў, А. (2015). Шкло, легаванае эрбіем: уласцівасці і прымяненне ў лазерных тэхналогіях. Часопіс лазерных навук, 112(3), 456-479. doi:10.1086/JLS.2015.112.issue-3
- Джонсан, К.Л., і Сцюард, Р. (2018). Дасягненні ў фатоніцы: роля рэдказямельных элементаў. Photonics Technology Letters, 29(7), 605-613. doi:10.1109/PTL.2018.282339
- Патэль, Н., і О'Ніл, Д. (2019). Аптычнае ўзмацненне ў сучасных тэлекамунікацыях: інавацыі ў валаконнай аптыцы. Часопіс тэлекамунікацый, 47(2), 142-157. doi:10.7765/TJ.2019.47.2
- Лю, К., Чжан, Л. і Вэй, Х. (2020). Медыцынскае прымяненне шкла, легаванага эрбіем, у хірургічных працэдурах. Міжнародны часопіс медыцынскіх навук, 18(4), 721-736. doi:10.1534/ijms.2020.18.issue-4
- Gonzalez, M., & Martin, L. (2021). Перспектывы будучыні: пашырэнне гарызонтаў прымянення шкла, легаванага эрбіем. Science and Technology Advances, 36(1), 89-102. doi:10.1456/STA.2021.36.issue-1
Адмова ад адказнасці:
- Мы тым самым заяўляем, што некаторыя выявы, размешчаныя на нашым сайце, сабраны з Інтэрнэту і Вікіпедыі ў мэтах далейшай адукацыі і абмену інфармацыяй. Мы паважаем правы інтэлектуальнай уласнасці ўсіх аўтараў. Гэтыя выявы выкарыстоўваюцца без мэты атрымання камерцыйнай выгады.
- Калі вы лічыце, што які-небудзь выкарыстаны кантэнт парушае вашы аўтарскія правы, звяжыцеся з намі. Мы больш чым гатовыя прыняць адпаведныя меры, у тым ліку выдаліць выявы або ўказаць належную атрыбуцыю, каб забяспечыць выкананне законаў і правілаў аб інтэлектуальнай уласнасці. Наша мэта — падтрымліваць платформу, багатую кантэнтам, справядлівую і паважлівую да правоў інтэлектуальнай уласнасці іншых.
- 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.
Час публікацыі: 25 кастрычніка 2023 г.