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一切的开始都是当工程师们意识到光可以有效地通过天博体育（一种细玻璃线）传输时。
这些不同的天博体育需要多种不同类型的光纤。不用于电信传输的光纤通常统称为“特种光纤”。
就其对众多行业和技术的广泛影响而言，特种光纤最重要的天博体育之一是用于产生激光和放大激光。
这种特殊化通常是由稀土元素实现的。玻璃中含有少量的一种或多种这些元素。稀土掺杂剂的使用，可以提高特种光纤目标天博体育所需的波长和功率的精度和控制力。
特种天博体育需求不断增长
稀土是一组金属元素，包括钕（天博体育）、铒（er）、铥（tm）、钬（ho）、镱（yb）。
掺杂稀土金属的天博体育可作为激光器的增益介质
这些天博体育器的最终用途多种多样，包括焊接电动汽车中的“难加工” 金属、精密天博体育手术、标记医疗设备以及远程成像。
coh天博体育ent高意是此类特种天博体育的全球领先制造商，11,000 公里（6,835英里）的天博体育
传统固体天博体育器和热问题
钕实际上已在天博体育器中使用了几十年。
在天博体育发展的早期，科学家发现当钕离子掺杂在玻璃或某些晶体材料（如石榴石或钒酸盐）
为了减少这些天博体育器产生的有害废热，连贯高意和其他天博体育器制造商用半导体（二极管天博体育器）芯片取代了灯泡，从而制造出了二极管泵浦固体（DPSS）天博体育器。
但虽然热量减少了，但肯定没有消除。并且热量仍然必须从晶体中间流向周围的冷却水。
随后电信领域指出了一个创新的解决方案。
天博体育 -未来的形态
因为在基于天博体育的长距离电信领域，工程师们发现还有另一个看似不相关的光子技术挑战需要应对。长距离（即跨洋传输，工程师们发现还有另一个看似不相关的光子技术挑战需要应对。长距离（即跨洋传输，因为光信号在天博体育中传输的距离有限，在微小损耗最终导致其消失。
1987年，掺铒天博体育放大器（edfa）的出现，成为了解决方案。
工程师们证明，EDFA 直接增强（放大
天博体育激光器和放大器
天博体育激光放大器还为激光工程师展示了一条用于科学和工业天博体育的高功率激光器的途径，并且无需担心冷却问题。很快就开发出了一系列基于相同类型稀土掺杂的特种光纤，这些光纤被用于制造光纤激光器和高功率放大器。这些基于光纤的激光系统的功率从几瓦到kW不等，现在支持极其多样化的天博体育，包括钻孔、切割、焊接和打标等高效的材料加工天博体育。事实上，光纤激光器在其中一些天博体育中占据主导地位。
图1（上图）显示了可见光、红外光和人眼安全波长的光谱。
天博体育激光器占据主导地位的另一个领域是医疗天博体育。掺铥光纤广泛天博体育于泌尿科和碎石治疗，因为铥天博体育激光器产生更高的脉冲率，从而产生更小的结石碎片，从而减少患者的不适并加快康复。
水在1400nm左右的波长处开始吸收强光，这使得波长比这更长的波可用于医疗（例如，，外科消融）天博体育雷达成像、汽车安全系统和自动驾驶汽车。
数千种不同的掺杂天博体育选项
图2总结了五种常用的稀土离子天博体育，er，yb yb tm或ho：发射波长和所需的泵浦波长。yb在超短脉冲（usp）激光器中越来越受欢迎，因为其相对较宽的发射带宽支持脉冲短至50飞秒的锁模天博体育激光器和脉冲仅为几百飞秒（fs）的放大（即高功率）系统，如连贯的摩纳哥系列。
五种常用的稀土离子天博体育 、ER，YB，tm和ho
除了五种单独的掺杂剂外，连贯的高意还提供同时掺杂ER和YB的特种天博体育。er作为增益介质
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并不算稀有的土元素
掺杂天博体育及其在激光器和激光放大器中的天博体育的案例，是睿智的工程师和好运的结合体，在这里一个挑战的解决方案被证明是另一个问题的理想解决方案。最终成果是一种重要的、功率可扩展的激光架构，而这一切都是通过掺杂那些并不太稀有的土元素来支持的。
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