稀土信息材料

稀土信息材料

现代社会已进入信息时代。信息涉及方方面面，现代社会的一切活动都依托信息，因此大容量，高密度，可靠地传输信息就显得十分重要。在光通讯系统中发挥主要作用的是激光和光导纤维，而稀土在激光和光导纤维中则起着十分重要的作用，这在上面已经详细谈了，本节就信息的波导，调制，传输，放大，显示，存储和传感等陈述稀土的作用。

1 波导激光器

光纤通信中存在两个传输损耗最小的微波窗口，一个是1.55μm，这正好是Er激光器的输出波长，如CaFe:50%Er3+薄膜激光器[1]，Yb3+和Er3+共掺入的光纤激光器[2]；另一个窗口是1.3μm，那是Nd激光器的输出波长，如YAG：Nd激光器。

2 光调制和隔离

利用一些稀土磁光材料很好的法拉第效应和克尔效应，可对光信号进行调制，偏转或隔离，以实施优质的光通信。

YIG和掺Bi的稀土石榴单晶薄膜等都可制成磁光调制器。

YIG，TGG（Tb3Ga5O12）,(YbTbBi)3Fe5O12等都可制成磁光隔离器。

3 光传输

含La的氟化物玻璃光纤（LaF3-BaF2-ZrF4-AlF3）的光信号传输损耗小于3×10-4db/km，大大低于目前使用的石英玻璃光纤（传输损耗约为0.01db/km）。

4 光放大

远距离的光通信，必须对传输衰减的光信号进行放大。以前是通过光电转换，电子放大和电光转换繁复的过程实施光信号的放大。而八十年代发明的稀土Er掺杂的光纤放大器（EDFA）可进行光信号的直接放大，且从原来只能放大一个信道的信号扩展到能同时放大100信通[3]。最近阿尔卡特公司使用标准1.5μm 传输窗口的宽带掺铒光纤放大器和10Gbit/s的传输系统技术，在300条信道上7300km距离上同时实现3Tbit/s的数据传输[4],这样就使单一光纤同时接通4700

多万路语言电话或37万多路高速ADSL互联网线路。

1.3μm传输窗口的掺镨光纤放大器PDFA和掺镝的光纤放大器DDFA。

5 信息显示

稀土发光材料这一节已详细叙述能用于信息显示的CRT，VFD，FED，PDP，EL和LED稀土发光材料。

6 信息存贮

TbFeCo, GdFeCo等稀土金属间化合物薄膜制成的磁光盘的存储密度为10Gbit/in2，而利用近场光学原理实施磁光纳米存储，其密度可提高到100Gbit/in[5]。

Y2SiO5:Eu[1], (Ba,Sr)Nd2O6:Ce[6]等全息光稀土存储材料的存储密度达8Gbit/in2。

BaFCl:Sm[1]光谱烧孔存储材料，存储密度预期可达109～1011bit/in2。

还有SrS:Eu,Sm和CaS:Ce, Sm等电子俘获光存储材料，KCl:Eu色心存储材料等都是超高密度的光存储材料[6]。

参考文献

[1] 苏锵，20世纪稀土科技发展的回顾和前瞻，中国稀土科技进展，中国稀土学

会编，冶金工业出版社，北京，2000：829—834。

[2] J.D. Minelly, IEEE photon, Tech, Lett,1993,5(3):301

[3] M.Dejneka and B.Samson, MRS Bulletin, 1999,24(9):39

[4] 单一光纤超10T，每周电脑报eWeek，2000/7/24

[5] 干福熹主编，信息材料，天津大学出版社，2000：416

[6] 干福熹主编，信息材料，天津大学出版社，2000：450～460