O presente trabalho apresenta um amplo estudo das propriedades espectroscópicas de fibras cristalinas de CMO:NdNbO₄ e CVO:Nd³⁺, visando aplicações como novos meios ativos excitados por laser de diodo. As fibras em estudo, foram crescidas pela técnica de LHPG (Laser Heated Pedestal Growth) a qual permitem uma rápida obtenção de fibras, em dimensões já apropriadas para a confecção de mini lasers, sem a utilização de cadinhos, com excelente qualidade cristalina e baixa perda de material. Para uma completa caracterização, foram realizados os cálculos de Judd Ofelt, baseando-se nos espectros de absorção óptica, como ferramenta para a calibração e interpretação dos experimentos de luminescência, emissão estimulada (SE), absorção do estado excitado (ESA) obtido por duas técnicas: (a) pela técnica de bombeio e feixe de prova contínuos em um esquema de dupla modulação e (b) pela técnica de excitação do estado excitado (ESE). Estes resultados mostraram que ambos os materiais possuem baixos valores de seção de choque ESA na principal região de emissão laser de materiais dopados com Nd^{3+ 4}F_3/2 → ⁴I_11/2 (~1070nm). A presença de bandas largas observadas nos espectros de luminescência e absorção óptica e um número de transições maior do que esperado observado nos espectros de absorção óptica a baixa temperatura, indicaram a provável existência de multisítios em ambos cristais de CVO:Nd³⁺ e CMO:NdNbO₄. Para quantificar e caracterizar os multisítios de Nd³⁺ nas amostras, foram realizados experimentos de excitação óptica, seleção de sítios por excitação laser e luminescência seletiva, demonstrando que a amostra de CVO:Nd³⁺ possui um grande numero de sítios e a amostra de CMO:NdNbO₄ possui sete sítios diferentes, justificando o comportamento de bandas largas observado nos espetros de absorção óptica e luminescência. Os valores das seções de choque de absorção óptica (σ_GSA=4,1x'10^-20cm² para o CVO e σ_GSA=5,5x10^-20cm² para o CMO:NdNbO₄) e de emissão estimulada, para ambos os materiais (σ_e=5,5x10^-20cm² para o CMO:NdNbO₄ e 13,3x10^-20cm² para o CVO:Nd³⁺), estão na faixa de importantes meios ativos laser que exibem propriedades multisítios e uma largura de linha de absorção óptica em 810nm (Δλ_GSA=11nm para o CVO e Δλ_GSA=11,5nm para o CMO) maior que muitos importantes meios ativos como YAG:Nd³⁺ ou GGG:Nd³⁺ colocando-os em vantagem em relação a estes e muitos outros materiais, para excitação com laser de diodo, justificando a importância do trabalho apresentado e o estudo desses materiais.

The present work release an extensive study of spectroscopic properties on CMO:NdNbO₄ and CVO:Nd³⁺ single crystal fibers, in searching for new laser materials activated with diode laser. The fibers were grown by LHPG (laser Heated Pedestal Growth) technique that permits a fast production of fibers with appropriate dimension for mini laser construction, without the use of crucible, with excellent crystalline quality and low waste of material. For a full optical characterization, it was performed the Judd Ofelt analysis based on the measured absorption spectra as a tool for calibration and interpretation of the experiments of luminescence, stimulated emission (SE), excited-state absorption (ESA) using two different techniques: (a) by the double modulate pump and probe continuous wave technique and (b) by the excited-state excitation (ESE) technique. These results show that both materials have low ESA cross-section values in the main expected laser region ⁴F_3/2 → ⁴I_11/2 of Nd³⁺ - doped materials (-1070nm). The existence of broad bands in the luminescence and optical absorption spectra and a number of transitions more than expected as observed in the low temperature absorption spectra suggest the existence of multisites in both crystals of CVO:Nd³⁺ e CMO:NdNbO₄. In order to quantify and characterize the multisites of Nd³⁺ in the samples, experiments were realized of optical excitation, site selective laser excitation and selective luminescence. These experiments shown that CVO:Nd³⁺ has a large number of different sites and the CMO:NdNbO₄ has seven different sites, justifying the broad band behavior observed on the luminescence and optical absorption experiments. The values of absorption cross-sections (σ_GSA=4,1x'10^-20cm² for CVO and σ_GSA=5,5x10^-20cm² for CMO:NdNbO₄) and emission cross-sections (σ_e=5,5x10^-20cm² for the CMO:NdNbO₄ and 13,3x10^-20cm² for CVO:Nd³⁺) among important laser materials that have multisites properties and a FWHM of absorption at 810nm (Δλ_GSA=11nm for CVO and Δλ_GSA'=11,5nm for CMO) broader than many other active laser medium like YAG:Nd³⁺ or GGG:Nd³⁺ suggesting these materials to be on advantage from many others lasers materials using diode laser excitation, justifj4ng the important of the present work and the study of these material.