光纖通訊中最偉大的發明——當今長距離資訊高速公路的“加油站”

鉺在1843年，由莫桑德爾（C。G。Mosander）發現。他原來將鉺的氧化物命名為氧化鋱，因此，早期文獻中，氧化鋱和氧化鉺是混同的。直到1860年以後，才得糾正。

在發現鑭的同一時期裡，莫桑德爾對最初發現的釔進行了分析研究，並於1842年發表報告，明確最初發現的釔土不是單一的元素氧化物，而是三種元素的氧化物。他把其中的一種仍稱為釔土，其中一種命名為erbia（鉺土）。元素符號定為Er。它的命名來源和釔一樣，出自最初發現釔礦石的產地，瑞典斯德哥爾摩附近的小鎮乙特比（Ytterby）。

鉺和另兩個元素鑭、鋱的發現打開了發現稀土元素的第二道大門，是發現稀土元素的第二階段。他們的發現是繼鈰和釔兩個元素後又找到稀土元素中的三個。

它得氧化物Er2O3為玫瑰紅色，用來製造陶器的釉彩。陶瓷業中使用氧化鉺產生一種粉紅色的釉質。鉺在核工業中也有一些應用，還能作為其他金屬的合金成分。例如釩中摻入鉺能夠增強其延展性。

鉺的另一個應用熱點是鐳射，尤其是用作醫用鐳射材料。鉺鐳射是一種固體脈衝鐳射，波長為2940nm，能被人體組織中的水分子強烈吸收，從而用較小的能量獲得較大的效果，可以非常精確地切割、磨削和切除軟組織。鉺YAG鐳射還被用做白內障摘除。因為白內障晶體的主要成分是水，鉺鐳射能量低，易被水吸收，將是一種很有發展前景的摘除白內障的手術方法。鉺鐳射治療儀正為鐳射外科開闢出越來越廣闊的應用領域。

鉺還可用作稀土上轉換鐳射材料的啟用離子。鉺鐳射上轉換材料又分為單晶（氟化物、含氧鹽）和玻璃（光纖）兩類，如摻鉺的鋁酸釔（YAP：Er3+）晶體和摻雜Er3+的ZBLAN氟化物（ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF）玻璃光纖等，現在均已經實用化。BaYF5：Yb3+，Er3+可將紅外線轉成可見光，這種多光子上轉換髮光材料已成功地用於夜視儀。

鉺最突出的用途是製造摻鉺光纖放大器（ErbiumDopantFiberAmplifier，簡稱EDFA）。摻餌光纖放大器（EDFA）是1985年英國南安普頓大學首先研製成功的，它是光纖通訊中最偉大的發明之一，甚至可以說是當今長距離資訊高速公路的“加油站”。

摻餌光纖是在石英光纖中摻入少量稀土元素鉺離子（Er3+），它是放大器的核心。摻鉺光纖放大光訊號的原理是：當Er3+受到波長980nm或1480nm的光激發吸收泵浦光的能量後，由基態躍遷到高能級的泵浦態。由於粒子在泵浦態的壽命很短，很快以非輻射的方式由泵浦態馳豫到亞穩態，粒子在該能帶有較長的壽命，逐漸積累。當有1550nm訊號光透過時，亞穩態的Er3+離子以受激輻射的方式躍遷到基態，也正好發射出1550nm波長的光。這種從高能態躍迂至基態時發射的光補充了衰減損失的訊號光，從而實現了訊號光在光纖傳播過程中隨著衰減又不間斷地被放大。

將鉺摻入普通石英光纖，再配以980奈米或1480奈米兩種波長的半導體鐳射器，就基本構成了直接放大1550nm光訊號的放大器。石英光纖可傳送各種不同波長的光，但光衰率不一樣，1550nm頻帶的光在石英光纖中傳輸時光衰減率最低（僅為0。15分貝/公里），衰減率幾乎是下限極限。因此，光纖通訊以1550nm波長的光作訊號光時，光的損失最小。所以，光纖中只要摻雜幾十至幾百ppm的鉺，就能夠起到補償通訊系統中光損耗的作用。摻鉺光纖放大器就如同一個光的“泵站”，使光訊號一站一站毫不減弱地傳遞下去，從而順暢地開通了現代長距離大容量高速光纖通訊的技術通道。