എർബിയം ഡോപ്ഡ് ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയർ: ശോഷണം കൂടാതെ സിഗ്നൽ കൈമാറുന്നു

എർബിയം, ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ 68-ാമത്തെ മൂലകം.

എന്ന കണ്ടെത്തൽഎർബിയംവളവുകളും തിരിവുകളും നിറഞ്ഞതാണ്. 1787-ൽ, സ്വീഡനിലെ സ്റ്റോക്ക്ഹോമിൽ നിന്ന് 1.6 കിലോമീറ്റർ അകലെയുള്ള ഇറ്റ്ബി എന്ന ചെറുപട്ടണത്തിൽ, ഒരു കറുത്ത കല്ലിൽ ഒരു പുതിയ അപൂർവ ഭൂമി കണ്ടെത്തി, കണ്ടെത്തലിൻ്റെ സ്ഥാനം അനുസരിച്ച് ytrium Earth എന്ന് പേരിട്ടു. ഫ്രഞ്ച് വിപ്ലവത്തിനുശേഷം, രസതന്ത്രജ്ഞനായ മൊസാണ്ടർ മൂലകങ്ങളെ കുറയ്ക്കാൻ പുതുതായി വികസിപ്പിച്ച സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചുയട്രിയംytrium ഭൂമിയിൽ നിന്ന്. ഈ സമയത്ത്, യട്രിയം ഭൂമി ഒരു "ഒറ്റ ഘടകം" അല്ലെന്ന് ആളുകൾ മനസ്സിലാക്കുകയും മറ്റ് രണ്ട് ഓക്സൈഡുകൾ കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്തു: പിങ്ക് അതിനെ വിളിക്കുന്നു.എർബിയം ഓക്സൈഡ്, ഇളം പർപ്പിൾ നിറമുള്ളതിനെ ടെർബിയം ഓക്സൈഡ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. 1843-ൽ മൊസാണ്ടർ എർബിയം കണ്ടുപിടിച്ചുടെർബിയം, എന്നാൽ കണ്ടെത്തിയ രണ്ട് പദാർത്ഥങ്ങളും ശുദ്ധവും മറ്റ് വസ്തുക്കളുമായി കലർന്നതും ആണെന്ന് അദ്ദേഹം വിശ്വസിച്ചില്ല. തുടർന്നുള്ള ദശാബ്ദങ്ങളിൽ, അതിൽ ധാരാളം മൂലകങ്ങൾ കലർന്നിട്ടുണ്ടെന്ന് ആളുകൾ ക്രമേണ കണ്ടെത്തി, ക്രമേണ എർബിയം, ടെർബിയം എന്നിവ കൂടാതെ മറ്റ് ലാന്തനൈഡ് ലോഹ മൂലകങ്ങളും കണ്ടെത്തി.

എർബിയത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനം അതിൻ്റെ കണ്ടെത്തൽ പോലെ സുഗമമായിരുന്നില്ല. 1843-ൽ മൗസാൻഡ് പിങ്ക് എർബിയം ഓക്സൈഡ് കണ്ടെത്തിയെങ്കിലും, 1934 വരെ ശുദ്ധമായ സാമ്പിളുകൾ ലഭിച്ചിരുന്നില്ല.എർബിയം ലോഹംശുദ്ധീകരണ രീതികളിലെ തുടർച്ചയായ പുരോഗതി കാരണം വേർതിരിച്ചെടുത്തു. ചൂടാക്കി ശുദ്ധീകരിക്കുന്നതിലൂടെഎർബിയം ക്ലോറൈഡ്പൊട്ടാസ്യം, ലോഹ പൊട്ടാസ്യം ഉപയോഗിച്ച് ആളുകൾ എർബിയം കുറയ്ക്കാൻ സാധിച്ചു. അങ്ങനെയാണെങ്കിലും, എർബിയത്തിൻ്റെ ഗുണങ്ങൾ മറ്റ് ലാന്തനൈഡ് ലോഹ മൂലകങ്ങളുമായി വളരെ സാമ്യമുള്ളതാണ്, കാന്തികത, ഘർഷണ ഊർജ്ജം, തീപ്പൊരി ഉൽപ്പാദനം തുടങ്ങിയ അനുബന്ധ ഗവേഷണങ്ങളിൽ ഏകദേശം 50 വർഷത്തെ സ്തംഭനാവസ്ഥയ്ക്ക് ഇത് കാരണമായി. 1959 വരെ, ഉയർന്നുവരുന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫീൽഡുകളിൽ എർബിയം ആറ്റങ്ങളുടെ പ്രത്യേക 4f ലെയർ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടന പ്രയോഗിച്ചതോടെ, എർബിയം ശ്രദ്ധ നേടുകയും എർബിയത്തിൻ്റെ ഒന്നിലധികം പ്രയോഗങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു.

എർബിയം, സിൽവർ വൈറ്റ്, മൃദുവായ ഘടനയുള്ളതും കേവല പൂജ്യത്തിനടുത്ത് ശക്തമായ ഫെറോ മാഗ്നറ്റിസം മാത്രമേ പ്രകടിപ്പിക്കൂ. ഇത് ഒരു സൂപ്പർകണ്ടക്ടറാണ്, ഊഷ്മാവിൽ വായുവും വെള്ളവും സാവധാനം ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു.എർബിയം ഓക്സൈഡ്പോർസലൈൻ വ്യവസായത്തിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു റോസ് റെഡ് നിറമാണ്, നല്ല ഗ്ലേസാണ്. എർബിയം അഗ്നിപർവ്വത പാറകളിൽ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ദക്ഷിണ ചൈനയിൽ വലിയ തോതിലുള്ള ധാതു നിക്ഷേപവുമുണ്ട്.

എർബിയത്തിന് മികച്ച ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, ഇൻഫ്രാറെഡിനെ ദൃശ്യപ്രകാശമാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയും, ഇത് ഇൻഫ്രാറെഡ് ഡിറ്റക്ടറുകളും നൈറ്റ് വിഷൻ ഉപകരണങ്ങളും നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള മികച്ച മെറ്റീരിയലാക്കി മാറ്റുന്നു. ഫോട്ടോൺ ഡിറ്റക്‌ഷനിലെ ഒരു വിദഗ്ദ്ധ ഉപകരണം കൂടിയാണിത്, സോളിഡിലെ നിർദ്ദിഷ്ട അയോൺ എക്‌സിറ്റേഷൻ ലെവലിലൂടെ ഫോട്ടോണുകളെ തുടർച്ചയായി ആഗിരണം ചെയ്യാനും ഫോട്ടോൺ ഡിറ്റക്‌ടർ സൃഷ്‌ടിക്കാൻ ഈ ഫോട്ടോണുകൾ കണ്ടെത്തി എണ്ണാനും കഴിയും. എന്നിരുന്നാലും, ട്രൈവാലൻ്റ് എർബിയം അയോണുകൾ ഫോട്ടോണുകളെ നേരിട്ട് ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിൻ്റെ കാര്യക്ഷമത ഉയർന്നതല്ല. ഓക്സിലറി അയോണുകൾ വഴി പരോക്ഷമായി ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ പിടിച്ചെടുക്കുകയും പിന്നീട് എർബിയത്തിലേക്ക് ഊർജ്ജം കൈമാറുകയും ചെയ്തുകൊണ്ട് ശാസ്ത്രജ്ഞർ എർബിയം ലേസറുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത് 1966 വരെയായിരുന്നു.

എർബിയം ലേസറിൻ്റെ തത്വം ഹോൾമിയം ലേസറിൻ്റേതിന് സമാനമാണ്, എന്നാൽ അതിൻ്റെ ഊർജ്ജം ഹോൾമിയം ലേസറിനേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്. 2940 നാനോമീറ്റർ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള ഒരു എർബിയം ലേസർ മൃദുവായ ടിഷ്യു മുറിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം. മധ്യ ഇൻഫ്രാറെഡ് മേഖലയിലെ ഇത്തരത്തിലുള്ള ലേസറിന് മോശം നുഴഞ്ഞുകയറ്റ ശേഷിയുണ്ടെങ്കിലും, ഇത് മനുഷ്യ കോശങ്ങളിലെ ഈർപ്പം കൊണ്ട് വേഗത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയും കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജം കൊണ്ട് നല്ല ഫലങ്ങൾ കൈവരിക്കുകയും ചെയ്യും. ഇത് നന്നായി മുറിക്കാനും പൊടിക്കാനും മൃദുവായ ടിഷ്യൂകൾ നീക്കം ചെയ്യാനും ദ്രുതഗതിയിലുള്ള മുറിവ് ഉണക്കാനും കഴിയും. ഓറൽ കാവിറ്റി, വൈറ്റ് തിമിരം, സൗന്ദര്യം, വടുക്കൾ നീക്കം ചെയ്യൽ, ചുളിവുകൾ നീക്കം ചെയ്യൽ തുടങ്ങിയ ലേസർ ശസ്ത്രക്രിയകളിൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

1985-ൽ യുകെയിലെ സതാംപ്ടൺ സർവ്വകലാശാലയും ജപ്പാനിലെ നോർത്ത് ഈസ്റ്റേൺ സർവ്വകലാശാലയും ഒരു എർബിയം-ഡോപ്പ്ഡ് ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയർ വിജയകരമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ഇക്കാലത്ത്, ചൈനയിലെ ഹുബെയ് പ്രവിശ്യയിലെ വുഹാനിലുള്ള വുഹാൻ ഒപ്റ്റിക്‌സ് വാലിക്ക് ഈ എർബിയം-ഡോപ്പഡ് ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയർ സ്വതന്ത്രമായി നിർമ്മിക്കാനും വടക്കേ അമേരിക്ക, യൂറോപ്പ്, മറ്റ് സ്ഥലങ്ങൾ എന്നിവിടങ്ങളിലേക്ക് കയറ്റുമതി ചെയ്യാനും കഴിയും. ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ആശയവിനിമയത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ കണ്ടുപിടുത്തങ്ങളിലൊന്നാണ് ഈ ആപ്ലിക്കേഷൻ, ഒരു നിശ്ചിത അനുപാതത്തിൽ എർബിയം ഡോപ്പ് ചെയ്യപ്പെടുന്നിടത്തോളം, ആശയവിനിമയ സംവിധാനങ്ങളിലെ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകളുടെ നഷ്ടം നികത്താൻ ഇതിന് കഴിയും. ഈ ആംപ്ലിഫയർ നിലവിൽ ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ആശയവിനിമയത്തിൽ ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണമാണ്, ദുർബലമാകാതെ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ കൈമാറാൻ കഴിയും.