تقویت کننده فیبر دوپ شده اربیوم: انتقال سیگنال بدون تضعیف

اربیوم، شصت و هشتمین عنصر جدول تناوبی.

کشف ازاربیومپر از پیچ و خم استدر سال 1787 در شهر کوچک ایتبی، در 1.6 کیلومتری استکهلم سوئد، یک زمین کمیاب جدید در یک سنگ سیاه کشف شد که با توجه به محل کشف، زمین ایتریم نامگذاری شد.پس از انقلاب فرانسه، شیمیدان Mossander از فناوری جدید توسعه یافته برای کاهش عناصر استفاده کردایتریماز ایتریوم زمیندر این مرحله، مردم متوجه شدند که زمین ایتریوم یک "تک جزء" نیست و دو اکسید دیگر پیدا کردند: رنگ صورتی نامیده می شود.اکسید اربیومو بنفش روشن را اکسید تربیوم می نامند.در سال 1843، موساندر اربیوم وتربیوم، اما او اعتقاد نداشت که دو ماده یافت شده خالص و احتمالاً با مواد دیگر مخلوط شده باشند.در دهه های بعد، مردم به تدریج دریافتند که در واقع عناصر زیادی در آن مخلوط شده است و به تدریج عناصر فلزی لانتانید دیگری را غیر از اربیوم و تربیوم پیدا کردند.

مطالعه اربیوم به اندازه کشف آن صاف نبود.اگرچه ماوسند اکسید اربیوم صورتی را در سال 1843 کشف کرد، اما تا سال 1934 نمونه های خالص ازفلز اربیومبه دلیل بهبود مستمر در روش های تصفیه استخراج شدند.با حرارت دادن و تصفیه کردنکلرید اربیمو پتاسیم، مردم به کاهش اربیوم توسط فلز پتاسیم دست یافته اند.با این حال، خواص اربیوم بسیار شبیه به سایر عناصر فلزی لانتانید است که منجر به 50 سال رکود در تحقیقات مرتبط مانند مغناطیس، انرژی اصطکاک و تولید جرقه می شود.تا سال 1959، با استفاده از ساختار الکترونیکی 4f ویژه اتم‌های اربیوم در میدان‌های نوری نوظهور، اربیوم مورد توجه قرار گرفت و کاربردهای متعددی از اربیوم توسعه یافت.

اربیوم، نقره ای سفید، بافت نرمی دارد و فقط فرومغناطیس قوی نزدیک به صفر مطلق از خود نشان می دهد.این یک ابر رسانا است و به آرامی توسط هوا و آب در دمای اتاق اکسید می شود.اکسید اربیومرنگ رز قرمز است که معمولا در صنعت چینی استفاده می شود و لعاب خوبی است.اربیوم در سنگ های آتشفشانی متمرکز شده و دارای ذخایر معدنی در مقیاس بزرگ در جنوب چین است.

اربیوم دارای خواص نوری برجسته ای است و می تواند مادون قرمز را به نور مرئی تبدیل کند و آن را به ماده ای عالی برای ساخت آشکارسازهای مادون قرمز و دستگاه های دید در شب تبدیل می کند.همچنین یک ابزار ماهر در تشخیص فوتون است که قادر به جذب مداوم فوتون ها از طریق سطوح تحریک یونی خاص در جامد، و سپس شناسایی و شمارش این فوتون ها برای ایجاد آشکارساز فوتون است.با این حال، بازده جذب مستقیم فوتون‌ها توسط یون‌های اربیوم سه ظرفیتی بالا نبود.در سال 1966 بود که دانشمندان لیزرهای اربیوم را با گرفتن غیرمستقیم سیگنال های نوری از طریق یون های کمکی و سپس انتقال انرژی به اربیوم توسعه دادند.

اصل لیزر اربیوم مشابه لیزر هولمیوم است، اما انرژی آن بسیار کمتر از لیزر هولمیوم است.برای برش بافت نرم می توان از لیزر اربیوم با طول موج 2940 نانومتر استفاده کرد.اگرچه این نوع لیزر در ناحیه مادون قرمز میانی از قابلیت نفوذ ضعیفی برخوردار است، اما می تواند به سرعت توسط رطوبت در بافت های انسانی جذب شود و با انرژی کمتر به نتایج خوبی دست یابد.می‌تواند بافت‌های نرم را ریز کند، خرد کرده و از بین ببرد و به بهبود سریع زخم‌ها دست یابد.این به طور گسترده ای در جراحی های لیزری مانند حفره دهان، آب مروارید سفید، زیبایی، رفع اسکار و رفع چین و چروک استفاده می شود.

در سال 1985، دانشگاه ساوتهمپتون در انگلستان و دانشگاه نورث ایسترن در ژاپن با موفقیت یک تقویت کننده فیبر دوپ شده با اربیوم را توسعه دادند.امروزه، دره اپتیک ووهان در ووهان، استان هوبی، چین قادر است این تقویت کننده فیبر دوپ شده با اربیوم را به طور مستقل تولید و به آمریکای شمالی، اروپا و سایر نقاط صادر کند.این نرم افزار یکی از بزرگترین اختراعات در ارتباطات فیبر نوری است، تا زمانی که نسبت معینی از اربیوم دوپ شده باشد، می تواند از دست دادن سیگنال های نوری در سیستم های ارتباطی را جبران کند.این تقویت کننده در حال حاضر پرکاربردترین دستگاه در ارتباطات فیبر نوری است که قادر به انتقال سیگنال های نوری بدون تضعیف می باشد.