Diante dos avanços científicos da odontologia visando o selamento perfeito das cavidades com adesão, desenvolvimento de materiais, técnicas e maior compreensão das características do substrato dental, a tecnologia a laser de Er:YAG (2,94 mm) apresenta-se como recurso eficiente para o tratamento superficial da dentina, isoladamente ou em associação ao condicionamento ácido, em baixa densidade de energia. Para obtenção de uma zona microrretentiva (camada híbrida, tags e microtags) mais uniforme e evitarem-se aspectos críticos de adesão como o colapso da trama protéica, sua remoção pela desproteinização com hipoclorito de sódio (NaOCl) tem sido proposta. O presente estudo teve por objetivo pesquisar a interação de diferentes tratamentos superficiais em dentina bovina (condicionamento ácido convencional, laser de Er:YAG e desproteinização), avaliar a resistência adesiva à tração utilizando-se um sistema adesivo à base de acetona, e analisar as superfícies dentinárias submetidas a estes diferentes tratamentos em microscopia eletrônica de varredura (MEV). Verificou-se que o laser de Er:YAG em baixa densidade de energia (19,29 J / cm2, a 60 mJ e 2 Hz) pôde influenciar positivamente na resistência adesiva da dentina, comparando-se ao condicionamento ácido convencional. A associação laser e ácido no tratamento de superfície dentinária aumentou a resistência adesiva independente de ter-se realizado ou não a desproteinização. A observação em MEV das superfícies dentinárias tratadas com o laser de Er:YAG seguido da desproteinização com NaOCl revelou aspecto morfológico microrretentivo, embora o comportamento adesivo tenha produzido baixos valores de resistência à tração. / Under scientific improvements in dentistry towards the perfect cavity sealing and adhesion, the development of materials, techniques and the better understanding of dental substrate features, the Er:YAG laser (2,94 mm) technology plays a role as an efficient tool in dentin surface treatment, performed in low energy density, whether isolated or in association with acid etching. In order to obtain a more uniform mircro-retentive zone (hybrid layer, tags and microtags) and to avoid the critical aspects on adhesion such as the collagenous demineralized zone collapse, it has been proposed the removal of this collagenous zone with the sodium hypochlorite (NaOCl) protein depletion technique. The aim of the present study was to evaluate the interaction of these surface treatments in bovine dentin (conventional acid etching. Er:YAG laser and protein depletion), to measure the tensile bond strength of the treated dentin surfaces, by using an acetone-based adhesive system and to observe the dentin surfaces under scanning electron microscopy analysis (SEM). The results showed that Er:YAG laser performed in low energy density (19,29 J / cm2, at 60 mJ and 2 Hz) could positively influence in dentin tensile strength, as good as conventional acid etching. The laser / acid association in dentin treatment increased tensile bond strength whether had it been performed the NaOCl protein depletion or not. SEM observation of Er:YAG dentin treated surfaces followed by NaOCl had shown a morphologic micro-retentive pattern; however, its tensile bond strength values came out to be low.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-28Bitstream added on 2014-06-13T19:40:49Z : No. of bitstreams: 1 morais_ea_dr_bauru.pdf: 1277460 bytes, checksum: 74230ee0501ddb2bea981d37cf21ce82 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Através do processo sol-gel, foi sintetizado o material semicondutor dióxido de estanho ('SNO IND. 2') dopado com as terras-raras 'ER' e 'EU', sendo obtidas amostras na forma de xerogéis (pós) e filmes finos, neste último caso pela técnica de emersão. A introdução das terras-raras provoca desordens estruturais no material e impede o crescimento dos cristalitos, cujo tamanho varia entre 5-20NM, devido a segregação dos terras-raras na superfície das partículas, o que está relacionado a sua baixa solubilidade em 'SNO IND. 2'. A análise das propriedades ópticas mostra emissão eficiente dos íons terras-raras 'ER POT. 3'/' e 'EU POT. 3'/' quando introduzidos nesta matriz. A emissão é confirmada tanto por excitação direta destes íons, como por processos de transferência de energia, tanto correspondente ao bandgap da matriz como a transição 'INTPOT. 2 F IND. 7/2 de íon 'YB POT. 3'/' em amostras codopadas com 'ER POT. 3'/' e 'YB POT. 3'/'. A análise por fotoluminescência permite distinguir terras-raras em sítios substitucionais a 'SN POT. 4'/' ou em centros na superfície das partículas. A investigação das propriedades elétricas mostra um aumento de resistividade de até seis ordens de magnitude em relação a filmes não dopados. Isto está relacionado com o carácter aceitador de íons 'ER POT. 3'/' e 'EU POT. 3'/' em 'SNO IND. 2', que é naturalmente tipo-N, oque acarreta alta compensação de carga e também barreiras de potencial intergranulares que diminuem a mobilidade eletrônica. Foi investidada também a captura de elétrons fotoexcitados por centros de 'ER' e 'EU' termicamente ativados. À medida que se aumenta a temperatura e a concentração de 'ER' e 'EU', maior é a taxa de captura. Do modelo proposto, foram obtidos parâmetros importantes, como de captura devido aos defeitos dominantes. / The semiconductor material tin dioxide ('SNO IND. 2') has been produced by the sol-gel process, doped with the rare-earth 'ER' and 'EU'. Samples are obtained in the from of xerogels (powder) and thin films, in this latter case by the dip-coating technique. The incorporation of rare-earth ions promotes structural disorder in the material, which avoids the crystallite growth due to segregation of rare-earth ions to the surface, which is related to the low solubility in the 'SNO IND. 2' matrix. The crystallite size is in the range 5-20NM. Analysis of optical properties shows efficient emission of rare-earth ions 'ER POT. 3'/' and 'EU POT. 3'/', whem introduced in this matrix. This emission is confirmed either by direct excitation of ions, as well as by energy transfer processes, corresponding to the matrix bandgap or to the transition 'INTPOT. 2 F IND. 7/2 of íon 'YB POT. 3'/' ion in samples codoped with 'ER POT. 3'/' and 'YB POT. 3'/'. Photoluminescence spectra allow distinguishing rare-earth ions in substitutional sites of 'SN' and particles surface located centers. Investigation of electrical properties show a resitivity increase up to 6 orders of magnitude compared to undoped films. This behavior is related with the acceptor like character of 'ER POT. 3'/' and 'EU POT. 3'/' in 'SNO IND. 2', which is naturally a N-type material, leading to a high charge compensation degree and also to intergrain potential barriers that decrease the electronic mobility. It has also been investigated the capture of photogenerated electrons by ER' and 'ER' thermally activated centers. When the temperature is raised or the ER' or 'EU' concentratin is increased the capture ratebecomes faster. From a proposed model, some very relevent parameters are obtained, scu as the capture barrier due to the dominating defect.

O presente trabalho tem como objetivo estudar a produção e caracterização de filmes finos do tipo GeO2-Bi2O3 (BGO) produzidos por sputtering-RF com e sem nanopartículas (NPs) semicondutoras, dopados e codopados com íons de Er3+ ou Er3+/Yb3+ para a produção de amplificadores ópticos. A produção de guias de onda do tipo pedestal baseados nos filmes BGO foi realizada a partir de litografia óptica seguida por processo de corrosão por plasma e deposição física a vapor. A incorporação dos íons de terras-raras (TRs) foi verificada a partir dos espectros de emissão. Análises de espectroscopia e microscopia foram indispensáveis para otimizar os parâmetros dos processos para a construção dos guias de onda. Foi observado aumento significativo da luminescência do Er3+ (região do visível e do infravermelho), em filmes finos codopados com Er3+/Yb3+ na presença de nanopartículas de Si. As perdas por propagação mínimas observadas foram de ~1,75 dB/cm para os guias pedestal em 1068 nm. Para os guias dopados com Er3+ foi observado aumento significativo do ganho na presença de NPs de silício (1,8 dB/cm). O ganho óptico nos guias de onda amplificadores codopados com Er3+/Yb3+ e dopados com Er3+ com e sem NPs de silício também foi medido. Ganho de ~8dB/cm em 1542 nm, sob excitação em 980 nm, foi observado para os guias pedestal codopados com Er3+/Yb3+ (Er = 4,64.1019 átomos/cm3, Yb = 3,60.1020 átomos/cm3) com largura de 80 µm; para os guias codopados com concentração superior de Er3+/Yb3+ (Er = 1,34.1021 átomos/cm3, Yb = 3,90.1021 átomos/cm3) e com NPs de Si, foi observado aumento do ganho óptico de 50% para guia com largura de 100 µm. Os resultados apresentados demonstram que guias de onda baseados em germanatos, com ou sem NPs semicondutoras, são promissores para aplicações em dispositivos fotônicos. / This work aims to study the production and characterization of GeO2-Bi2O3 (BGO) thin films produced by RF-sputtering with and without semiconductor nanoparticles (NPs),doped and codoped with Er3+ or Er3+/Yb3+ ions for the production of optical amplifiers. The pedestal type waveguide production based on BGO thin film was done trough optical lithography followed by reactive ion etching and physical vapor deposition processes. The incorporation of the rare-earth ions was verified from the emission spectra. Spectroscopy and microscopy analysis were indispensable to optimize the processes parameters for the waveguide fabrication. It was observed minimum propagation losses of ~1,75 dB/cm, at 1068 nm for the pedestal type waveguides. Optical gain was also measured in the Er3+/Yb3+ codoped waveguides with and without Si nanoparticles. Optical gain of 8 dB/cm, at 1542 nm, under 980nm pumping were obtained for 80 µm width Er3+/Yb3+ codoped waveguides (Er = 4,64.1019 atoms/cm3, Yb = 3,60.1020 atoms/cm3). For waveguides doped with higher concentration of Er3+/Yb3+ (Er = 1,34.1021 átomos/cm3, Yb = 3,90.1021 átomos/cm3) and containing silicon nanoparticles, it was observed 50% enhancement of the optical gain for 100 µm width waveguides. For the Er3+ doped waveguides, it was observed significant gain enhancement in the presence of silicon nanoparticles (1.8 dB/cm). The present results demonstrate that germanate waveguides, with or without semiconductor NPs are promising for applications in photonic devices.

O processo de sinterização de pastilhas de UO2-Er2O3 tem sido investigado devido à sua importância na indústria nuclear e ao comportamento complexo durante a sinterização. O presente estudo contempla o desenvolvimento de combustíveis nucleares para reatores de potência visando aumentar a sua eficiência no núcleo do reator por meio da elevação da taxa de queima. O érbio é indicado para ciclos mais longos, significando menos paradas para troca de combustível e menos rejeitos. Neste trabalho foi estudado o uso de óxido de érbio variando as concentrações na faixa de 1-9,8%, o qual foi adicionado ao pó de UO2 e ao lubrificante sólido ADS por meio de mistura mecânica, visando verificar a taxa de densificação e um possível bloqueio de sinterização. Os pós foram compactados e as pastilhas foram sinterizadas a 1700°C sob atmosfera de H2. Os resultados demonstram um característico bloqueio da sinterização no sistema UO2-Er2O3, porém de forma mais discreta do que no sistema UO2-Gd2O3, o qual ocorre no intervalo de temperatura de 1500 a 1700°C, retardando a densificação. Os ensaios dilatométricos indicam uma retração de 21,87% quando utilizado o Er2O3 a 1% de concentração em massa. Essa retração é maior do que as encontradas com concentrações superiores ou mesmo sem adição do veneno queimável, nos fornecendo um melhor grau de incorporação do elemento érbio, resultando em pastilhas com densidade adequada para uso como combustível nuclear. / The sintering process of UO2-Er2O3 pellets has been investigated because of its importance in the nuclear industry and the complex behavior during sintering. The present study includes the development of nuclear fuel for power reactor in order to increase the efficiency of the fuel through longer refueling intervals. The erbium is indicated for longer cycles, which means less stops to refueling and less waste. In this work, it was studied the use of erbium oxide by varying the concentrations in the range of 1-9.8%, which was added to UO2 powder through mechanical mixing, aiming to check the rate of densification and a possible sintering blockage. The powders were pressed and sintered at 1700°C under hydrogen atmosphere. The results show a sintering blockade in the UO2-Er2O3 system that occurs in the range of 1500-1700°C temperature. Dilatometric tests indicate a retraction of 21.87% when used Er2O3 at 1% mass concentration. This retraction is greater than is observed with higher concentrations or even without the addition of the burnable poison, providing us with a better degree of incorporation of the element erbium, resulting in pellets with density suitable for use as nuclear fuel.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-05-08T21:20:18Z No. of bitstreams: 1 JheimisonGomes.pdf: 3059093 bytes, checksum: 13d4d09e9087ce3ea53ee75f89cd5754 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-08T21:20:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JheimisonGomes.pdf: 3059093 bytes, checksum: 13d4d09e9087ce3ea53ee75f89cd5754 (MD5) Previous issue date: 2017-01-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) / The synthesis, structural, thermal optical and spectroscopic properties of calcium borotellurite erbium trivalent (Er3+) doped glasses are investigated in this study. The samples composition follows the equation 10CaF2 – (29.9-0.4x)CaO – (60-0.6x)B2O3 –xTeO2 – 0.1Er2O3, x = 10, 16, 22, 30 and 50 mol%, and the melt-quenching (in air) method were used. X-ray diffraction, density, refraction index, luminescence, optical absorption, lifetime, DTA and specific heat measurements were carried out and the molar volume (Vm) and the electronic polarizability were calculed (αm) The results are discussed in terms of tellurium oxide content. Samples were successfully synthesized and the results of X-ray diffraction proved the amorphous character of the structure. It was observed increasing values of density, molar volume, refractive index and electronic polarizability as consequence of the TeO2 adding. The spectroscopy Raman and FTIR presented the TeO3, TeO3+1, TeO4, BO4, BO3, boroxol ring, pyro-, meta- and orthoborate groups. The increasing content of TeO2 results in an increase of NBO’s. The thermal analysis shows a decrease in the glass transition temperature (Tg), crystallization temperature (Tx) and specific heat with the increase of TeO2 content. All samples presented good thermal stability, according to Hrubý parameter, with οT > 100 °C. The optical band gap energy decreases with the increase of TeO2 due to the increase of nonbridging oxygens (NBO’s) units. Luminescence intensity and radiative lifetimes at 1530 nm show increases with the TeO2 content. Such behavior is associated with the reduction of hydroxyl groups and network phonon energy. The calcium borotellurite Er3+ doped glasses, named Er:CaBTeX, presented properties promising in photonics devices application. / Nesse trabalho apresentamos a síntese e o estudo das propriedades estruturais, térmicas, ópticas e espectroscópicas de uma série de vidros cálcio boroteluretos dopados com o íon érbio trivalente. A série vítrea seguiu o sistema de composições: 10CaF2 – (29,9- 0,4x)CaO – (60 – 0,6x)B2O3 – xTeO2 – 0,1Er2O3, em que, x = 10, 16, 22, 30 e 50 %mol, e foi produzida pelo método de fusão-resfriamento em atmosfera a ar. Realizamos caracterizações estruturais (Difração de raios – X, Densidade volumétrica, Espectroscopia Raman e Infravermelho por transformada de Fourier), térmicas (Análise Térmica Diferencial e Calor específico), óptica (Índice de refração) e espectroscópicas (Absorção óptica, Luminescência e Tempo de vida). Mediante esses resultados calculamos o volume Molar (Vm), a energia do band gap óptico (Eg) e a polarizabilidade eletrônica (αm). Todos os resultados foram discutidos em função da concentração de TeO2 dos vidros. As amostras foram sintetizadas com êxito, os difratogramas de raios - X comprovaram o caráter amorfo de todos os vidros cálcio boroteluretos. Os valores de densidade, volume molar, índice de refração e polarizabilidade eletrônica, aumentaram com o aumento da concentração de TeO2. Os resultados de espectroscopia Raman e FTIR, apresentaram a presença de grupos TeO3, TeO3+1, TeO4, BO4, BO3, anéis de boroxol, grupos piro-, meta- e ortoboratos. O aumento de conteúdo de TeO2 acarretou em um aumento de oxigênios não-ligados (NBO’s). As caracterizações térmicas mostraram uma redução na temperatura de transição vítrea (Tg), temperatura de início de cristalização (Tx) e calor específico com o acréscimo da concentração de TeO2 na composição das amostras. Todas as amostras apresentaram uma boa estabilidade térmica, segundo o parâmetro de Hrubý, com οT > 100°C. A energia do band gap óptico reduziu com aumento da concentração de TeO2, devido ao aumento de NBO’s. Nos resultados de luminescência em ~1530 nm, os vidros com maior concentração TeO2 apresentaram maior intensidade de emissão. Esse comportamento é relacionado à redução de hidroxilas livres. O tempo de vida da emissão 1530 nm aumenta com a concentração de TeO2 devido à redução da energia de fônons da rede. A série de vidros cálcio boroteluretos dopados com érbio, nomeados Er:CaBTeX, apresentou propriedades promissoras para possíveis aplicações em dispositivos fotônicos.

A erosão em dentina radicular tem se intensificado e novas terapias foram introduzidas para possibilitar a diminuição da sintomatologia dolorosa. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da associação do verniz fluoretado aos lasers de Er:YAG ou Nd:YAG na permeabilidade da dentina radicular erodida. Sessenta fragmentos de dentina radicular bovina (2 x 2 x 2 mm) foram submetidos a um desafio erosivo inicial, por meio da imersão em ácido cítrico a 0,3% (pH= 3,2) por duas horas. A seguir, os espécimes foram divididos aleatoriamente em seis grupos (n=10) de acordo com o tratamento: verniz fluoretado, verniz fluoretado + laser de Er:YAG, verniz fluoretado + laser de Nd:YAG, verniz placebo (sem flúor, controle), verniz placebo + laser de Er:YAG, verniz placebo + laser de Nd:YAG. Após 24 horas do emprego do verniz, foram aplicados os lasers de Er:YAG (100 mJ e 3 Hz) ou de Nd:YAG (70 mJ e 15 Hz). Novos desafios erosivos utilizando o mesmo ácido, durante cinco dias, quatro vezes ao dia, por um minuto foram realizados após o tratamento da dentina. Para análise da permeabilidade os espécimes foram submetidos à coloração histoquímica. Os espécimes foram seccionados e analisados por microscopia óptica. A permeabilidade relativa foi quantificada pela relação entre a profundidade de penetração dos íons cobre e espessura da dentina. Os dados obtidos foram analisados através da ANOVA a dois critérios e a interação entre os fatores laser e verniz não foi significativa (p= 0,858), bem como para o fator verniz (p= 0,768). Constatou-se efeito significativo para o fator laser (p< 0,001), sendo que os valores de permeabilidade na dentina radicular irradiada com os lasers Er:YAG ou Nd:YAG não diferiram entre si e ambos foram inferiores àqueles observados para o grupo não irradiado. Pode-se concluir que lasers de Er:YAG e Nd:YAG podem controlar a permeabilidade da dentina radicular erodida, independentemente da aplicação de verniz. / The prevalence of root dentine erosion has increased and new therapies were introduced to minimize painful symptoms. This study evaluated the combined effect of fluoride varnish to Er:YAG and Nd:YAG lasers irradiation in controlling the permeability of eroded root dentine. Sixty fragments of bovine slabs (2 x 2 x 2 mm) were subjected to an erosive challenge, through immersion in citric acid 0.3% (pH= 3.2) during two hours. Then, the specimens with pre-formed lesions were divided in six groups (n=10) according to the respective treatment: fluoride varnish, fluoride varnish + Er:YAG laser, fluoride varnish + Nd:YAG, placebo varnish (F-free, control), placebo varnish + Er:YAG laser, placebo varnish + Nd:YAG laser. Twenty-four hours after varnish application, specimens were irradiated with Er:YAG laser (100 mJ, 3 Hz) or Nd:YAG laser (70 mJ and 15 Hz). After surface treatment, further erosive challenges were performed with the same acid during 1 min, 4 times a day, for 5 days. Specimens were sectioned and subjected to optical microscopic. The relative permeability was quantified by the ratio between the depth of penetration of copper ions and the thickness of dentin. Two-way ANOVA demonstrated no significant interaction between laser and varnish (p= 0,858), as well as for varnish (p= 0,768). There was significant effect of laser (p< 0,001), and permeability values of irradiated dentine had no difference when comparing both tested lasers and both of them were lower than that observed for non-irradiated group. It may be concluded that Er:YAG and Nd:YAG lasers can control the permeability of root dentin eroded, regardless of fluoride varnish application.

This thesis examines the optical properties of nanoscale silicon and the sensitization of Er with Si. In this context, it predominantly investigates the role of defects in limiting the luminescence of Si nanocrystals, and the removal of these defects by hydrogen passivation. The kinetics of the defect passivation process, for both molecular and atomic hydrogen, are studied in detail. Moreover, the optical absorption of Si nanocrystals and the effect of annealing environment (during nanocrystal synthesis) on the luminescence are investigated. The effect of annealing temperature and hydrogen passivation on the coupling (energy transfer) of Si nanocrystals to optically active centres (Er) is also examined.¶ The electronic structure of silicon-implanted silica slides is investigated through optical absorption measurements. Before and after annealing to form Si nanocrystals, optical absorption spectra from these samples show considerable structure that is characteristic of the particular implant fluence. This structure is shown to correlate with the transmittance of the samples as calculated from the modified refractive index profile for each implant. Due to the high absorption coefficient of Si at short wavelengths, extinction at these wavelengths is found to be dominated by absorption. As such, scattering losses are surprisingly insignificant. To eliminate interference effects, photothermal deflection spectroscopy is used to obtain data on the band structure of Si in these samples. This data shows little variance from bulk Si structure and thus little effect of quantum confinement. This is attributed to the dominance of large nanocrystals in the absorption measurements.¶ The effect of annealing environment on the photoluminescence (PL) from silicon nanocrystals synthesized in fused silica by ion implantation and thermal annealing is studied as a function of annealing temperature and time. Interestingly, the choice of annealing environment (Ar, N2, or 5 % H2 in N2) is found to affect the shape and intensity of luminescence emission spectra, an effect that is attributed both to variations in nanocrystal size and the density of defect states at the nanocrystal/oxide interface.¶ The passivation kinetics of luminescence-quenching defects, associated with Si nanocrystals in SiO2, during isothermal and isochronal annealing in molecular hydrogen are studied by time-resolved PL. The passivation of these defects is modeled using the Generalized Simple Thermal model of simultaneous passivation and desorption, proposed by Stesmans. Values for the reaction-rate parameters are determined for the first time and found to be in excellent agreement with values previously determined for paramagnetic Si dangling-bond defects (Pb type centers) found at planar Si/SiO2 interfaces; supporting the view that non-radiative recombination in Si nanocrystals is dominated by such defects.¶ The passivation kinetics of luminescence-quenching defects during isothermal and isochronal annealing in atomic hydrogen are studied by continuous and time-resolved PL. The kinetics are compared to those for standard passivation in molecular hydrogen and found to be significantly different. Atomic hydrogen is generated using the alneal process, through reactions between a deposited Al layer and H2O or –OH radicals in the SiO2. The passivation and desorption kinetics are shown to be consistent with the existence of two classes of nonradiative defects: one that reacts with both atomic and molecular hydrogen, and the other that reacts only with atomic hydrogen. A model incorporating a Gaussian spread in activation energies is presented that adequately describes the kinetics of atomic hydrogen passivation and dissociation for the samples.¶ The effect of annealing temperature and hydrogen passivation on the excitation cross-section and PL of erbium in silicon-rich silica is studied. Samples are prepared by co-implantation of Si and Er into SiO2 followed by a single thermal anneal at temperatures ranging from 800 to 1100 degrees C, and with or without hydrogen passivation performed at 500 degrees C. Using time-resolved PL, the effective erbium excitation cross-section is shown to increase by a factor of 3, while the number of optically active erbium ions decreases by a factor of 4 with increasing annealing temperature. Hydrogen passivation is shown to increase the luminescence intensity and to shorten the luminescence lifetime at 1.54 micron only in the presence of Si nanocrystals. The implications of these results for realizing a silicon-based optical amplifier are also discussed.

Le but de ce travail est la réalisation d'un composant intégré pour l'amplification optique des signaux de télécommunications. La fonction d'amplification est primordiale dans tous les types de transmissions de données à moyenne et longue distance. Nous verrons tout d'abord le rôle du composant dans les réseaux de télécommunications optiques, ainsi que la théorie des processus d'amplification appliquée aux deux matériaux utilisés (Nanocristaux de PbSe et particules dopées Erbium). Après la fabrication et la caractérisation optique de la résine de PMMA dopée aux nanocristaux de PbSe, nous décrirons l'élaboration du composant incluant les différentes étapes de simulation et de fabrication. Les propriétés optiques de ce guide amplificateur seront déterminées : pertes de propagation et de couplage, gain on-off et gain net.

L'augmentation exponentiel des performances des lignes de télécommunication optique est en partie du au développement de deux technologie : l'amplificateur à fibre dopée erbium(EDFA) et l'utilisation du multiplexage en longueur d'onde (WDM). Or, combinée, ces des technologies font apparaitre sur les lignes de télécommunication le problème de saturation spectrale du gain (GSHB), un trou se perce dans la bande de gain lorsqu'un fort signal passe dans la fibre amplificatrice.<br />Ce travail de thèse étudie donc ce problème afin de le relier à des grandeurs et des phénomènes physiques connus. Nous avons donc du procédé à des expériences de spectrométrie directement sur fibre optique afin d'effectuer des comparaisons entre les grandeurs mesurée sur échantillons massifs, et en particulier la largeur homogène, celle mesurée sur fibre optique à la fois par des technique comparables (RFLN), et via le trou de GSHB. <br />Nous avons ensuite effectué la première modélisation de l'EDFA qui tient compte des aspects inhomogènes de la répartition de l'erbium dans la matrice hôte, celui-ci rend pour la première fois, compte qualitativement de phénomène lié à l'inhomogénéité tel que le GSHB.<br />Enfin nous avons étudié de nouveaux matériaux utilisables pour l'amplification optique fibré, des matériaux nanostructurés. En effet, contrôler l'environnement de l'erbium indépendamment de la matrice hôte, permettrait d'optimiser à la fois les propriétés de luminescence de l'erbium et les aspects fibrage et guide optique de l'EDFA. Nous avons donc mis en évidence les propriétés particulières de l'erbium dans ces nanoparticules.

La bande II est la région spectrale du moyen infrarouge correspondant à la fenêtre de transmission atmosphérique s'étendant de 3 à 5 µm. Ce domaine spectral présente de nombreux champs d'applications dans le domaine militaire (radars laser, contre-mesures) ainsi que pour l'analyse de gaz (contrôle de la pollution atmosphérique). <br /><br />Ce travail de thèse s'inscrit dans la thématique « élaboration de sources lumineuses pour le moyen infrarouge ». Il présente une approche originale puisqu'il allie élaboration des matériaux, caractérisation spectroscopique et modélisation du milieu amplificateur laser. Cette étude, à l'interface entre la chimie des matériaux vitreux et l'optique, s'intéresse à la faisabilité de sources laser fibrées en verres de chalcogénures dopés terres rares pour l'émission entre 3 et 5 µm.<br /><br />L'objectif de ce travail est d'évaluer le potentiel amplificateur des fibres de verre Ge20Ga5Sb10S65 dopées erbium ou dysprosium entre 4 et 5 µm. Pour ceci, une étude spectroscopique a été effectuée sur le matériau massif. Puis, des fibres optiques à saut d'indice et monoindices ont été réalisées et caractérisées optiquement. Enfin, les paramètres obtenus ont été utilisés pour construire un modèle et simuler le fonctionnement d'un amplificateur laser à fibre Ge20Ga5Sb10S65 dopé Er3+ pompé par diode à 807 nm et opérant à 4,6 µm.