【知識】稀土元素鉺(Er)的用途

稀土的分類

1)輕稀土(又稱鈰組)：鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓。

2)重稀土(又稱釔組)：鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、鈧、釔。

鈰組與釔組之別，是因為礦物經分離得到的稀土混合物中，常以鈰或釔比例多的而得名。

稀 土金屬(rare earth metals)又稱稀土元素，是元素週期表ⅢB族中鈧、釔、鑭系17種元素的總稱，常用R或RE表示。它們的名稱和化學符號是鈧(Sc)、釔(Y)、鑭 (La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩 (Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu)。它們的原子序數是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。

鉺(Er) 1843年，瑞典的莫桑德發現了鉺元素(Erbium)。鉺的光學性質非常突出，一直是人們關注的問題：

(1)Er3＋ 在1550nm處的光發射具有特殊意義，因為該波長正好位於光纖通訊的光學纖維的最低損失，鉺離子(Er3＋)受到波長980nm、1480nm的光激發 後，從基態4I15/2躍遷至高能態4I13/2，當處於高能態的Er3＋再躍遷回至基態時發射出1550nm波長的光，石英光纖可傳送各種不同波長的 光，但不同的光光衰率不同，1550nm頻帶的光在石英光纖中傳輸時光衰減率最低(0.15分貝/公里)，幾乎為下限極限衰減率。因此，光纖通信在 1550nm處作信號光時，光損失最小。這樣，如果把適當濃度的鉺摻入合適的基質中，可依據鐳射原理作用，放大器能夠補償通訊系統中的損耗，因此在需要放 大波長1550nm光信號的電訊網路中，摻鉺光纖放大器是必不可少的光學器件，目前摻鉺的二氧化矽纖維放大器已實現商業化。據報導，為避免無用的吸收，光 纖中鉺的摻雜量幾十至幾百ppm。光纖通信的迅猛發展，將開闢鉺的應用新領域。

(2)另外摻鉺的鐳射晶體及其輸出的1730nm鐳射和1550nm鐳射對人的眼睛安全，大 氣傳輸性能較好，對戰場的硝煙穿透能力較強，保密性好，不易被敵人探測，照射軍事目標的對比度較大，已製成軍事上用的對人眼安全的可擕式鐳射測距儀。

(3)Er3＋加入到玻璃中可製成稀土玻璃鐳射材料，是目前輸出脈衝能量最大，輸出功率最高的固體鐳射材料。

(4)Er3＋還可做稀土上轉換鐳射材料的啟動離子。

(5)另外鉺也可應用於眼鏡片玻璃、結晶玻璃的脫色和著色等。 

氧化鉺


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