एर्बियम डोपड फायबर ॲम्प्लिफायर: क्षीणन न करता सिग्नल प्रसारित करणे

एर्बियम, नियतकालिक सारणीतील 68 वा घटक.

चा शोधएर्बियमट्विस्ट आणि वळणांनी भरलेले आहे. 1787 मध्ये, स्वीडनमधील स्टॉकहोमपासून 1.6 किलोमीटर अंतरावर असलेल्या इटबी या छोट्याशा गावात काळ्या दगडात एक नवीन दुर्मिळ पृथ्वी सापडली, ज्याला शोधाच्या स्थानानुसार य्ट्रिअम अर्थ असे नाव देण्यात आले. फ्रेंच राज्यक्रांतीनंतर, रसायनशास्त्रज्ञ मॉसँडरने एलिमेंटल कमी करण्यासाठी नवीन विकसित तंत्रज्ञान वापरलेयट्रियमयट्रियम पृथ्वीपासून. या टप्प्यावर, लोकांना समजले की यट्रिअम पृथ्वी "एकल घटक" नाही आणि त्यांना दोन इतर ऑक्साईड सापडले: गुलाबी म्हणतातएर्बियम ऑक्साईड, आणि हलक्या जांभळ्या रंगाला टर्बियम ऑक्साईड म्हणतात. 1843 मध्ये, मॉसेंडरने एर्बियम शोधला आणिटर्बियम, परंतु सापडलेले दोन पदार्थ शुद्ध आहेत आणि शक्यतो इतर पदार्थांमध्ये मिसळलेले आहेत यावर त्याचा विश्वास नव्हता. पुढील दशकांमध्ये, लोकांना हळूहळू असे आढळून आले की त्यात खरोखरच अनेक घटक मिसळले आहेत आणि हळूहळू एर्बियम आणि टर्बियम व्यतिरिक्त इतर लॅन्थानाइड धातूचे घटक सापडले.

एर्बियमचा अभ्यास त्याच्या शोधाइतका गुळगुळीत नव्हता. जरी मौसँडला 1843 मध्ये गुलाबी एर्बियम ऑक्साईडचा शोध लागला, तरी 1934 पर्यंत त्याचे शुद्ध नमुने सापडले नाहीत.एर्बियम धातूशुद्धीकरण पद्धतींमध्ये सतत सुधारणा झाल्यामुळे काढले गेले. गरम करून शुद्ध करूनएर्बियम क्लोराईडआणि पोटॅशियम, लोकांनी धातूच्या पोटॅशियमद्वारे एर्बियमची घट साध्य केली आहे. तरीही, एर्बियमचे गुणधर्म इतर लॅन्थॅनाइड धातूच्या घटकांसारखेच आहेत, परिणामी चुंबकत्व, घर्षण ऊर्जा आणि स्पार्क निर्मिती यांसारख्या संबंधित संशोधनात जवळपास 50 वर्षे स्तब्धता आहे. 1959 पर्यंत, उदयोन्मुख ऑप्टिकल फील्डमध्ये एर्बियम अणूंच्या विशेष 4f लेयर इलेक्ट्रॉनिक संरचनेच्या वापरासह, एर्बियमकडे लक्ष वेधले गेले आणि एर्बियमचे अनेक अनुप्रयोग विकसित केले गेले.

एर्बियम, चांदीचा पांढरा, मऊ पोत आहे आणि केवळ पूर्ण शून्याजवळ मजबूत फेरोमॅग्नेटिझम प्रदर्शित करतो. हे एक सुपरकंडक्टर आहे आणि खोलीच्या तपमानावर हवा आणि पाण्याद्वारे हळूहळू ऑक्सिडाइझ केले जाते.एर्बियम ऑक्साईडहा गुलाबी लाल रंग आहे जो सामान्यतः पोर्सिलेन उद्योगात वापरला जातो आणि चांगला ग्लेझ आहे. एर्बियम ज्वालामुखीच्या खडकांमध्ये केंद्रित आहे आणि दक्षिण चीनमध्ये मोठ्या प्रमाणात खनिज साठे आहेत.

एर्बियममध्ये उत्कृष्ट ऑप्टिकल गुणधर्म आहेत आणि ते इन्फ्रारेडला दृश्यमान प्रकाशात रूपांतरित करू शकते, ज्यामुळे ते इन्फ्रारेड डिटेक्टर आणि नाईट व्हिजन उपकरणे बनवण्यासाठी योग्य सामग्री बनते. हे फोटॉन शोधण्याचे एक कुशल साधन देखील आहे, जे सॉलिडमधील विशिष्ट आयन उत्तेजित स्तरांद्वारे सतत फोटॉन शोषून घेण्यास सक्षम आहे आणि नंतर फोटॉन डिटेक्टर तयार करण्यासाठी हे फोटॉन शोधून त्यांची गणना करू शकतात. तथापि, त्रिसंयोजक एर्बियम आयनद्वारे फोटॉनचे थेट शोषण करण्याची कार्यक्षमता जास्त नव्हती. 1966 पर्यंत शास्त्रज्ञांनी ऑक्झिलरी आयनद्वारे अप्रत्यक्षपणे ऑप्टिकल सिग्नल कॅप्चर करून आणि नंतर एर्बियममध्ये ऊर्जा हस्तांतरित करून एर्बियम लेझर विकसित केले.

एर्बियम लेसरचे तत्त्व हे होल्मियम लेसरसारखेच आहे, परंतु त्याची ऊर्जा हॉलमियम लेसरपेक्षा खूपच कमी आहे. 2940 नॅनोमीटर तरंगलांबी असलेल्या एर्बियम लेसरचा वापर मऊ ऊतक कापण्यासाठी केला जाऊ शकतो. मध्य इन्फ्रारेड प्रदेशात या प्रकारच्या लेसरमध्ये प्रवेश करण्याची क्षमता कमी असली तरी, ते मानवी ऊतींमधील ओलावा त्वरीत शोषले जाऊ शकते, कमी उर्जेसह चांगले परिणाम प्राप्त करू शकतात. ते मऊ उती बारीक कापून, पीसून आणि काढून टाकू शकतात, ज्यामुळे जखमेची जलद बरी होऊ शकते. तोंडी पोकळी, पांढरा मोतीबिंदू, सौंदर्य, डाग काढून टाकणे आणि सुरकुत्या काढणे यासारख्या लेसर शस्त्रक्रियांमध्ये याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

1985 मध्ये, यूकेमधील साउथॅम्प्टन विद्यापीठ आणि जपानमधील नॉर्थईस्टर्न युनिव्हर्सिटीने यशस्वीरित्या एर्बियम-डोपड फायबर ॲम्प्लिफायर विकसित केले. आजकाल, वुहान, हुबेई प्रांत, चीनमधील वुहान ऑप्टिक्स व्हॅली स्वतंत्रपणे या एर्बियम-डोपड फायबर ॲम्प्लिफायरचे उत्पादन करण्यास आणि उत्तर अमेरिका, युरोप आणि इतर ठिकाणी निर्यात करण्यास सक्षम आहे. हा ऍप्लिकेशन फायबर ऑप्टिक कम्युनिकेशनमधील सर्वात महान आविष्कारांपैकी एक आहे, जोपर्यंत एर्बियमचे विशिष्ट प्रमाण डोप केले जाते, तो संपर्क प्रणालीमधील ऑप्टिकल सिग्नलच्या नुकसानाची भरपाई करू शकतो. हे ॲम्प्लिफायर सध्या फायबर ऑप्टिक कम्युनिकेशनमध्ये सर्वाधिक वापरले जाणारे उपकरण आहे, जे कमकुवत न होता ऑप्टिकल सिग्नल प्रसारित करण्यास सक्षम आहे.