מגבר סיבים מסומם של ארביום: העברת אות ללא הנחתה

ארביום, האלמנט ה -68 בטבלה המחזורית.

הגילוי שלארביוםמלא בפיתולים. בשנת 1787, בעיירה הקטנה Itby, במרחק של 1.6 ק"מ משטוקהולם, שוודיה, התגלתה אדמה נדירה חדשה באבן שחורה, בשם yttrium Earth על פי מיקום הגילוי. לאחר המהפכה הצרפתית, הכימאי מוסנדר השתמש בטכנולוגיה שפותחה לאחרונה כדי להפחית את היסודyttriumמכדור הארץ yttrium. בשלב זה אנשים הבינו כי yttrium Earth אינו "רכיב יחיד" ומצאו שתי תחמוצות אחרות: הוורוד נקראתחמוצת ארביום, והסגול בהיר נקרא תחמוצת טרביום. בשנת 1843 גילה מוסנדר את ארביום וטרביוםאך הוא לא האמין ששני החומרים שנמצאו היו טהורים ואולי מעורבבים עם חומרים אחרים. בעשורים שלאחר מכן אנשים גילו בהדרגה כי אכן היו אלמנטים רבים מעורבבים בהם, ומצאו בהדרגה אלמנטים מתכתיים אחרים של Lanthanide מלבד ארביום וטרביום.

המחקר של ארביום לא היה חלק כמו גילויו. למרות שמוסנד גילה תחמוצת ארביום ורודה בשנת 1843, רק בשנת 1934 דגימות טהורות שלארביום מתכתחולצו בגלל שיפור מתמיד בשיטות הטיהור. על ידי חימום וטיהורארביום כלורידואשלגן, אנשים השיגו את צמצום ה- ERBIUM על ידי אשלגן מתכת. אף על פי כן, תכונותיו של ארביום דומות מדי לאלמנטים מתכת אחרים של לנטניד, וכתוצאה מכך כמעט 50 שנות קיפאון במחקר קשור, כמו מגנטיות, אנרגיית חיכוך וייצור ניצוץ. עד שנת 1959, עם יישום המבנה האלקטרוני המיוחד של שכבת 4F של אטומי ארביום בשדות אופטיים מתעוררים, פותחו ארביום תשומת לב ויישומים מרובים של ארביום.

ארביום, לבן כסף, בעל מרקם רך ורק מציג פרומגנטיות חזקה ליד אפס מוחלט. זהו מוליך -על ומתחמצן לאט על ידי אוויר ומים בטמפרטורת החדר.תחמוצת ארביוםהוא צבע אדום ורד הנפוץ בתעשיית החרסינה והוא זיגוג טוב. ארביום מרוכז בסלעים וולקניים ובעל מרבצי מינרלים בקנה מידה גדול בדרום סין.

ארביום הוא בעל תכונות אופטיות מצטיינות ויכול להמיר אינפרא אדום לאור גלוי, מה שהופך אותו לחומר המושלם לייצור גלאי אינפרא אדום ומכשירי ראיית לילה. זהו גם כלי מיומן בזיהוי פוטונים, המסוגל לספוג ברציפות פוטונים באמצעות רמות עירור יונים ספציפיות במוצק, ואז לאתר ולספור פוטונים אלה ליצירת גלאי פוטון. עם זאת, היעילות של ספיגה ישירה של פוטונים על ידי יוני ארביום טריוולנטיים לא הייתה גבוהה. רק בשנת 1966 פיתחו מדענים לייזרי ארביום על ידי לכידת איתותים אופטיים בעקיפין באמצעות יוני עזר ואז העבירו אנרגיה לארביום.

העיקרון של לייזר ארביום דומה לזה של לייזר הולמיום, אך האנרגיה שלו נמוכה בהרבה מזו של לייזר הולמיום. ניתן להשתמש בלייזר ארביום עם אורך גל של 2940 ננומטרים לחתוך רקמות רכות. למרות שסוג זה של לייזר באזור האינפרא אדום האמצעי הוא בעל יכולת חדירה לקויה, הוא יכול להיספג במהירות על ידי לחות ברקמות אנושיות, ולהשיג תוצאות טובות עם פחות אנרגיה. זה יכול לחתוך, לטחון ולהסיר רקמות רכות, ולהשיג ריפוי פצעים מהיר. הוא נמצא בשימוש נרחב בניתוחים בלייזר כמו חלל דרך הפה, קטרקט לבן, יופי, הסרת צלקת והסרת קמטים.

בשנת 1985, אוניברסיטת סאות'המפטון בבריטניה ובאוניברסיטת נורת'-מזרח ביפן פיתחה בהצלחה מגבר סיבים מסומם ארביום. בימינו, עמק אופטיקה ווהאן בווהאן, מחוז הוביי, סין מסוגל לייצר באופן עצמאי את מגבר הסיבים המסומם של ארביום ולייצא אותו לצפון אמריקה, אירופה ומקומות אחרים. יישום זה הוא אחת ההמצאות הגדולות ביותר בתקשורת סיבים אופטיים, כל עוד מסוממים חלק מסוים של ארביום, הוא יכול לפצות על אובדן האותות האופטיים במערכות תקשורת. מגבר זה הוא כיום המכשיר הנפוץ ביותר בתקשורת סיבים אופטיים, המסוגל להעביר אותות אופטיים ללא היחלשות.