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Tipo de Mídia:
Texto
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Formato:
.pdf
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Tamanho:
1,64
MB
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Título: |
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Estudo das luminescências de íons terras raras incorporados na matriz vítrea aluminosilicato de cálcio |
Autor: |
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Paulo Toshio Udo
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Categoria: |
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Teses e Dissertações |
Idioma: |
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Português |
Instituição:/Parceiro |
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[cp] Programas de Pós-graduação da CAPES
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Instituição:/Programa |
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UEM/FÍSICA - UEM/UEL |
Área Conhecimento |
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FÍSICA |
Nível |
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Doutorado
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Ano da Tese |
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2008 |
Acessos: |
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657 |
Resumo |
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Neste trabalho estudamos as potencialidades do vidro aluminosilicato de cálcio com
baixa concentração de sílica e isentos de hidroxila (LSCAS), dopados com íons terras
raras trivalentes para aplicações tecnológicas no desenvolvimento de dispositivos
ópticos ativos e passivos. Produzimos vidros dopados com itérbio, com itérbio e túlio e
com itérbio e hólmio. Os resultados obtidos mostraram que tal material tem potencial
para utilização como meio ativo para laser operando nas regiões espectrais do
infravermelho próximo e médio que tem aplicações nas áreas biomédicas e
odontológicas, e no visível e infravermelho próximo em sistema de transmissão de
dados através da comutação das intensidades nos comprimentos de onda de emissão de
480 e 800 nm. As amostras foram produzidas em um sistema de fusão em atmosfera
redutora controlada, mantido por um sistema de vácuo para eliminar a formação da
hidroxila e assim obter um meio ativo com transparência óptica da ordem de 90% na
região espectral desde o visível até 5 μ,m no infravermelho médio. Com isso, a emissão
luminescente dos íons terras rara introduzidos na matriz vítrea não é reabsorvida,
permitindo a produção de meios ativos para laser de estado sólido para operar nesta
região do espectro. A caracterização das amostras foi realizada com medidas de
espectrofotometria, espectrometria de lente térmica e fotoluminescência. Para
conseguir uma eficiente emissão no comprimento de onda de 1,8 μ,m estudamos a
relação entre as concentrações dos íons dopantes Yb3+ e Tm3+ em função do regime de
potência de bombeio que favorecesse os mecanismos de transferência de energia para
esta emissão. Para a determinação da eficiência quântica da emissão no comprimento de
onda de 1,8 μ,m no sistema dopado com itérbio e túlio foi estendido o método
empregado por Rohling considerando a razão de ramificação das transições entre os
níveis metaestáveis dos íons túlio trivalentes. Além disso, o sistema dopado com Yb3+ e
Tm3+ mostrou forte dependência na razão das intensidades das emissões luminescentes
nos comprimentos de onda de 480 e 800 nm em função das concentrações do íon Tm3+ e
da potência do laser de bombeio, apresentando comutação nas intensidades de
luminescência. Este resultado evidenciou mais um potencial tecnológico destes vidros
para aplicação em dispositivos ópticos para transmissão de informações. Estudos
preliminares do vidro LSCAS co-dopados com Yb3+e Ho3+ também indicam este
material para o desenvolvimento de meios ativos para laser de estado sólido com
emissão na região espectral do infravermelho médio, complementando o do sistema
Yb3+e Tm3+. Também produzimos pela primeira vez o vidro LSCAS dopado com TiO2,
que apresentou longo tempo de vida de emissão, da ordem de 170 µs. Estudos
preliminares indicam que este sistema é um bom candidato a meio ativo para laser com
emissão espectral próxima a do monocristal comercial de titânio safira, porém devido às
propriedades especiais da matriz vítrea hospedeira LSCAS, poderá ampliar a escala
espectral e de potência para muito além daquelas conseguidas com a matriz cristalina de
Ti3+: Al2O3, similarmente aos sistemas Nd3+: YAG e Nd3+: Glass. Em conclusão, os
resultados deste trabalho ampliaram as perspectivas de utilização da matriz vítrea
LSCAS como hospedeira de íons ativos para o desenvolvimento de dispositivos ópticos
passivos e de meios ativos para laser que operem na região espectral do visível ao
infravermelho médio. |
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