એર્બિયમ ડોપ્ડ ફાઇબર એમ્પ્લીફાયર: એટેન્યુએશન વિના સિગ્નલ ટ્રાન્સમિટ કરે છે

એર્બિયમ, સામયિક કોષ્ટકમાં 68મું તત્વ.

ની શોધએર્બિયમટ્વિસ્ટ અને ટર્નથી ભરેલું છે. 1787 માં, સ્વીડનના સ્ટોકહોમથી 1.6 કિલોમીટર દૂર ઇટબી નામના નાનકડા નગરમાં, એક નવી દુર્લભ પૃથ્વી કાળા પથ્થરમાં મળી આવી હતી, જે શોધના સ્થાન અનુસાર yttrium અર્થ નામ આપવામાં આવ્યું હતું. ફ્રેન્ચ ક્રાંતિ પછી, રસાયણશાસ્ત્રી મોસેન્ડરે એલિમેન્ટલ ઘટાડવા માટે નવી વિકસિત તકનીકનો ઉપયોગ કર્યોયટ્રીયમયટ્રીયમ પૃથ્વી પરથી. આ બિંદુએ, લોકોને સમજાયું કે યટ્રીયમ પૃથ્વી એ "એક ઘટક" નથી અને તેમને બે અન્ય ઓક્સાઇડ મળ્યા: ગુલાબી એક કહેવાય છે.એર્બિયમ ઓક્સાઇડ, અને હળવા જાંબલી રંગને ટર્બિયમ ઓક્સાઇડ કહેવામાં આવે છે. 1843 માં, મોસેન્ડરે એર્બિયમની શોધ કરી અનેટર્બિયમ, પરંતુ તે માનતો ન હતો કે મળી આવેલા બે પદાર્થો શુદ્ધ હતા અને સંભવતઃ અન્ય પદાર્થો સાથે મિશ્રિત હતા. પછીના દાયકાઓમાં, લોકોએ ધીમે ધીમે શોધ્યું કે ખરેખર તેમાં ઘણા બધા તત્વો મિશ્રિત છે, અને ધીમે ધીમે એર્બિયમ અને ટર્બિયમ ઉપરાંત અન્ય લેન્થેનાઇડ ધાતુના તત્વો પણ મળ્યા.

એર્બિયમનો અભ્યાસ તેની શોધ જેટલો સરળ ન હતો. જો કે મૌસેન્ડે 1843 માં ગુલાબી એર્બિયમ ઓક્સાઇડની શોધ કરી હતી, તે 1934 સુધી તેના શુદ્ધ નમૂનાઓ નહોતા.એર્બિયમ મેટલશુદ્ધિકરણ પદ્ધતિઓમાં સતત સુધારાને કારણે કાઢવામાં આવ્યા હતા. ગરમ કરીને અને શુદ્ધ કરીનેએર્બિયમ ક્લોરાઇડઅને પોટેશિયમ, લોકોએ મેટલ પોટેશિયમ દ્વારા એર્બિયમનો ઘટાડો હાંસલ કર્યો છે. તેમ છતાં, એર્બિયમના ગુણધર્મો અન્ય લેન્થેનાઇડ ધાતુના તત્વો સાથે ખૂબ સમાન છે, જેના પરિણામે સંબંધિત સંશોધન, જેમ કે ચુંબકત્વ, ઘર્ષણ ઊર્જા અને સ્પાર્ક જનરેશનમાં લગભગ 50 વર્ષ સુધી સ્થિરતા આવી છે. 1959 સુધી, ઉભરતા ઓપ્ટિકલ ક્ષેત્રોમાં એર્બિયમ અણુઓના વિશિષ્ટ 4f સ્તરના ઇલેક્ટ્રોનિક માળખાના ઉપયોગ સાથે, એર્બિયમે ધ્યાન ખેંચ્યું અને એર્બિયમની બહુવિધ એપ્લિકેશનો વિકસાવવામાં આવી.

એર્બિયમ, સિલ્વર વ્હાઇટ, નરમ રચના ધરાવે છે અને માત્ર સંપૂર્ણ શૂન્યની નજીક મજબૂત ફેરોમેગ્નેટિઝમ દર્શાવે છે. તે સુપરકન્ડક્ટર છે અને ઓરડાના તાપમાને હવા અને પાણી દ્વારા ધીમે ધીમે ઓક્સિડાઇઝ થાય છે.એર્બિયમ ઓક્સાઇડપોર્સેલિન ઉદ્યોગમાં સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતો ગુલાબ લાલ રંગ છે અને તે સારી ગ્લેઝ છે. એર્બિયમ જ્વાળામુખીના ખડકોમાં કેન્દ્રિત છે અને દક્ષિણ ચીનમાં મોટા પાયે ખનિજ ભંડાર ધરાવે છે.

એર્બિયમમાં ઉત્કૃષ્ટ ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો છે અને તે ઇન્ફ્રારેડને દૃશ્યમાન પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે, જે તેને ઇન્ફ્રારેડ ડિટેક્ટર અને નાઇટ વિઝન ઉપકરણો બનાવવા માટે સંપૂર્ણ સામગ્રી બનાવે છે. તે ફોટોન શોધમાં એક કુશળ સાધન પણ છે, જે ઘન માં ચોક્કસ આયન ઉત્તેજના સ્તરો દ્વારા સતત ફોટોનને શોષી શકે છે, અને પછી ફોટોન ડિટેક્ટર બનાવવા માટે આ ફોટોનને શોધીને તેની ગણતરી કરી શકે છે. જો કે, ત્રિસંયોજક એર્બિયમ આયનો દ્વારા ફોટોનના સીધા શોષણની કાર્યક્ષમતા ઊંચી ન હતી. 1966 સુધી વૈજ્ઞાનિકોએ સહાયક આયનો દ્વારા ઓપ્ટિકલ સિગ્નલોને પરોક્ષ રીતે કેપ્ચર કરીને અને પછી ઊર્જાને એર્બિયમમાં સ્થાનાંતરિત કરીને એર્બિયમ લેસરોનો વિકાસ કર્યો હતો.

એર્બિયમ લેસરનો સિદ્ધાંત હોલમિયમ લેસર જેવો જ છે, પરંતુ તેની ઉર્જા હોલમિયમ લેસર કરતા ઘણી ઓછી છે. 2940 નેનોમીટરની તરંગલંબાઇવાળા એર્બિયમ લેસરનો ઉપયોગ નરમ પેશીઓને કાપવા માટે કરી શકાય છે. મધ્ય ઇન્ફ્રારેડ પ્રદેશમાં આ પ્રકારના લેસરમાં ઘૂંસપેંઠની નબળી ક્ષમતા હોવા છતાં, તે માનવ પેશીઓમાં ભેજ દ્વારા ઝડપથી શોષી શકાય છે, ઓછી ઉર્જા સાથે સારા પરિણામો પ્રાપ્ત કરી શકે છે. તે નરમ પેશીઓને બારીક કાપી શકે છે, ગ્રાઇન્ડ કરી શકે છે અને દૂર કરી શકે છે, ઝડપથી ઘા રૂઝ આવે છે. તે મૌખિક પોલાણ, સફેદ મોતિયા, સુંદરતા, ડાઘ દૂર કરવા અને કરચલીઓ દૂર કરવા જેવી લેસર સર્જરીમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

1985માં, યુકેમાં યુનિવર્સિટી ઓફ સાઉધમ્પ્ટન અને જાપાનની નોર્થઈસ્ટર્ન યુનિવર્સિટીએ સફળતાપૂર્વક એર્બિયમ-ડોપ્ડ ફાઈબર એમ્પ્લીફાયર વિકસાવ્યું. આજકાલ, ચીનના હુબેઈ પ્રાંતના વુહાનમાં આવેલી વુહાન ઓપ્ટિક્સ વેલી સ્વતંત્ર રીતે આ એર્બિયમ-ડોપ્ડ ફાઈબર એમ્પ્લીફાયરનું ઉત્પાદન કરી શકે છે અને તેને ઉત્તર અમેરિકા, યુરોપ અને અન્ય સ્થળોએ નિકાસ કરી શકે છે. આ એપ્લીકેશન ફાઈબર ઓપ્ટિક કોમ્યુનિકેશનની સૌથી મોટી શોધોમાંની એક છે, જ્યાં સુધી એર્બિયમનું ચોક્કસ પ્રમાણ ડોપેડ હોય ત્યાં સુધી તે કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સમાં ઓપ્ટિકલ સિગ્નલોના નુકસાનની ભરપાઈ કરી શકે છે. આ એમ્પ્લીફાયર હાલમાં ફાઈબર ઓપ્ટિક કોમ્યુનિકેશનમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું ઉપકરણ છે, જે નબળા પડ્યા વગર ઓપ્ટિકલ સિગ્નલો ટ્રાન્સમિટ કરવામાં સક્ષમ છે.