Estudo das propriedades ópticas dos vidros fluoroindatos dopados com Er3+ e Pr3+

Londono, Ancizar Florez

doi:10.11606/T.88.1996.tde-24042015-174502

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Doctoral Thesis

DOI

https://doi.org/10.11606/T.88.1996.tde-24042015-174502

Document

Doctoral Thesis

Author

Londono, Ancizar Florez (Catálogo USP)

Full name

Ancizar Florez Londono

Institute/School/College

Interunidades em Ciência e Engenharia de Materiais

Knowledge Area

Materials Sciences and Engineering

Date of Defense

1996-06-03

Published

São Carlos, 1996

Supervisor

Messaddeq, Younes (Catálogo USP)

Committee

Messaddeq, Younes (President)
Davolos, Marian Rosaly
Li, Maximo Siu
Malta, Oscar
Nunes, Luiz Antonio de Oliveira

Title in Portuguese

Estudo das propriedades ópticas dos vidros fluoroindatos dopados com Er³+ e Pr³⁺

Keywords in Portuguese

Caraterísticas espectroscópicas de Er³⁺ e Pr³⁺
Espectros de absorção
Nova aproximação para o Pr³⁺
Parâmetros de Judd Ofelt
Vidros de fluoretos

Abstract in Portuguese

Neste trabalho apresentamos os resultados obtidos no estudo das propriedades ópticas dos vidros de fluoretos dopados com Er³⁺ e Pr , de composições: 20ZnF₂-20SrF sub>2-2NaF - 6GaF sub>3 - 16BaF2 sub>2 -(36 - x)InF sub>3 -xErF sub>3 e 20ZnF sub>2 - 20SrF sub>2 -2NaF - 6GaF sub>3 -34InF sub>3 -(18 - x)BaF sub>2 - xPrF sub>3 com x = 1,2,3 e 4 mol%. As propriedades ópticas são discutidas a partir das informações obtidas dos espectros de absorção, a 300K para os vidros dopados com Er⁺ e, a 300 e 77K para os vidros dopados com Pr³⁺. A teoria de Judd-Ofelt é usada nos cálculos dos parâmetros de intensidades Ω_λ (Ω= 2,46). As forças do oscilador são calculadas através das áreas das bandas de absorção. São calculados os parâmetros espectroscópicos característicos: a probabilidade de transição de dipolo elétrico forçado, os canais de relaxação dos diferentes níveis, o tempo de vida radiativo e a seção transversal de emissão estimulada. O efeito da concentração sobre os parâmetros de intensidade é também discutido. Os resultados obtidos concordam bem com os reportados em diferentes classes de vidros para concentrações similares. Entretanto, a qualidade dos ajustes atingidos neste trabalho é melhor que a encontrada na literatura em estudos semelhantes. Os vidros apresentam boa homogeneidade e apenas pequenas variações no índice de refração e densidade, com a concentração dos dopantes Er³⁺ e Pr³⁺.Visando obter uma melhor coerência entre os resultados teóricos e experimentais para o caso do Pr³⁺ , uma nova aproximação é discutida à luz da teoria de Judd-Ofelt. Considerando contribuições superiores de segunda ordem na teoria padrão, os parâmetros de intensidade ímpares são tomados em conta. Uma consistente e boa qualidade do conjunto de parâmetros é obtida somente com a inclusão das contribuições dos termos da ordem superior e, se a banda em 21470 cm^-1 é atribui da à transição ³H₄ → ³P₁ e a componente ¹I₆ sendo incorporada à transição ³H₄ → ³P₂ em 22700 cm^-1. Com os parâmetros de intensidade QÂ (1= 3,4,5,6) obtidos da teoria padrão modificada, são calculados os parâmetros espectroscópicos característicos nos vidros dopados com Pr³⁺

Title in English

Study of the optical properties of fluoride glasses doped with Er³⁺ and Pr³⁺

Keywords in English

Not available

Abstract in English

ln this work we present the resu1ts obtained in the study of the optical properties of fluoride glasses doped with Er³⁺ and Pr of compositions: 20ZnF₂-20SrF sub>2-2NaF - 6GaF sub>3 - 16BaF2 sub>2 -(36 - x)InF sub>3 -xErF sub>3 and 20ZnF sub>2 - 20SrF sub>2 -2NaF - 6GaF sub>3 -34InF sub>3 -(18 - x)BaF sub>2 - xPrF sub>3 com x = 1,2,3 and 4 mol%. The optica1 properties are discussed from the information obtained from absorption spectra at 300K for glasses doped with Er⁺ and at 300 and 77K for glasses doped with com Pr³⁺. The Judd-Ofelt theory is used in the calculation of the intensity parameters Ω_λ (Ω= 2,46). The oscillator strengths are obtained from the areas under the absorption curves. The characteristic spectroscopic parameters calculated are: electric dipole transition probabilities, radiative lifetimes, branching ratios and peak crosssections of stimulated emission. The concentration effect on the intensity parameters is allalyzed. The results obtained are in good agreement with those reported for other glasses described for similar concentrations. Nevertheless the fit quality reached in this work is better than the ones reported in similar studies. The glasses present good homogeneity and only little variations in the refractive index and density with the concentration Er³⁺ and Pr³⁺ are observed. In order to obtain better coherence between theoretical and experimental results in the Pr³⁺ case, a new approximation is discussed under the light of the Judd-Ofelt theory. Considering higher order contributions to the standard theory, the odd intensity parameters are taken into account. A consistent and good quality set of parameters is obtained only with the inclusion of these higher order contributions and if the band at 21470 cm^-1 is assigned to the the ³H₄ &%8594 ³P>/sub>1 transition, the component ¹I₆ being incorporated in the ³H₄ &%8594 ³P>/sub>2 transition at 22700 cm^-1. With the intensity parameters Ω_λ (Ω= 3, 4, 5, 6) obtained from the modified standard theory, the characteristic spectroscopic parameters are calculated in the glasses doped with Pr³⁺

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Publishing Date

2015-05-04

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