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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.85.2008.tde-18082009-164502
Document
Author
Full name
Fernando Rodrigues da Silva
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2008
Supervisor
Committee
Baldochi, Sonia Licia (President)
Santo, Ana Maria do Espirito
Wetter, Niklaus Ursus
Title in Portuguese
Crescimento de fibras de LiYF4 dopadas com Nd3+ e Er3+ para aplicações em lasers de estado sólido
Keywords in Portuguese
Fibras
micro-pulling down
YLF
Abstract in Portuguese
Neste trabalho foi estudado o crescimento de fibras monocristalinas de LiYF4 (YLF) dopadas com Er3+ ou Nd3+ pelo método de micro-pulling-down (-PD) no modo resistivo. Para otimização do processo de crescimento foi, desenvolvida nova metodologia de confecção de cadinhos, de forma a torná-los mais rígidos permitindo sua utilização em mais de uma experiência, aumentando a reprodutibilidade do processo. A câmara de crescimento também foi modificada para obtenção de vácuo da ordem de 10-7 torr. Devido ao tratamento térmico do sistema sob alto vácuo, antes da fusão do material, não foram observados transientes iniciais no processo de puxamento das fibras de YLF dopadas. Foram crescidas fibras de YLF:Nd com concentrações de 0,5, 1 e 1,5 mol% e fibras de YLF:Er com 1, 10, 20 mol %, com diâmetros da ordem de 0,7 mm e comprimentos de até 120mm. Devido a problemas mecânicos do sistema, o ancoramento das fibras, ou seja, o equilíbrio na interface sólidoliquido, mostrou-se muito difícil, sendo necessárias várias correções nos parâmetros de crescimento para estabilização da interface sólido-líquido resultando na formação de defeitos, principalmente na superfície, em regiões ao longo das fibras. Nas condições do presente estudo, o uso de uma atmosfera estática mostrou-se desfavorável. Testes de ganho efetuados com a fibra de YLF:Nd dopada com 1,5mol%, mostraram um ganho superior às perdas comprovando seu potencial para ação laser.
Title in English
SINGLE FIBER CRYSTAL GROWTH OF Nd3+ AND Er3+- DOPED LiYF4 FOR SOLID STATE LASER APPLICATIONS
Keywords in English
Fibras
micro-pulling down
YLF
Abstract in English
In the present work, we studied the growth of single crystal fibers of LiYF4 (YLF) doped with Er3+ or Nd3+ by the resistive micro-pulling-down (-PD) tecnhique. A new method for crucible preparation was developed to improve the growth process. The use of better-built crucibles allows their use in more than one experiment, increasing the process reproducibility. The growth chamber was also modified to achieve vacuum of approximately 10-7 torr. The previous thermal treatment under high vacuum before charge melting eliminate the initial transient reported in previous works of YLF doped fibers growth. Single crystal fibers of YLF:Nd (0.5, 1 e 1.5 mol%) and YLF:Er (1, 10 and 20 mol %), with 0.7 mm diameters and up to 120mm of length were grown. Mechanical problems in the micro-PD system equipment made difficult the control of the solid-liquid interface, and several corrections on the experimental parameters were necessary during the growth process, resulting in defects formation, mainly on the fibers surface. In the experimental conditions of this work, the use of a static atmosphere showed not appropriate for elimination of spurious contamination from ambient atmosphere. The Nd:YLF (1.5mol%) fiber demonstrated a gain higher that the losses, demonstrating the viability for laser action.
 
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Publishing Date
2009-09-23
 
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