O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento e caracterização de um laser de centro de cor (LCC) sintonizável no infra-vermelho próximo, o qual possui uma cavidade do tipo astigmaticamente compensada, para aplicação em espectroscopia. O meio ativo foi um cristal de KCl:Li+ contendo centros de Fa(II) numa concentração ótima, determinada experimentalmente, para o sinal de saída do LCC, meio ativo foi preparado no próprio laboratório a partir da produção de centros F pelo método de coloração aditiva. A conversão de centros F em Fa(II) foi feita via fotodissociação dos centros F através de bombeamento ótico destes. O intervalo de sintonia do LCC foi de 2,59 a 2,82 &#956m e sua eficiência energéticade 0,14%. A fonte de bombeamento foi um laser de Argônio de 1w de potência em regime de multilinhas / The present work shows the development of a Near-infrared Tunable Color Center Laser (CCL), which optical cavity was astigmatically compensated, for spectroscopy application. The active medium was a KCl:Li+ crystal with Fa(II). The technique used to produce F centers was additive coloration. The F centers was converted into Fa(II) centers by optically pumping the F band of KCl with Tungsten lamp for approximately 20 minutes at room temperature. This laser covered the spectral range from 2.59 to 2.82&#956m, the slope efficiency was 0,14% and the beam divergence was 3.5mrad. The pumping source was a Ar+ laser multilines.

Este trabalho se encontra dividido em duas partes. Em uma parte inicial, relatamos a construção e caracterização de um laser de centro de cor (LCC) com meio ativo de KCl:Li+, operando de forma sintonizável no infravermelho na região em torno de 2,7 um. São descritas três configurações distintas para a cavidade do laser, e fazemos um estudo comparativo do desempenho do LCC para os três casos. Na segunda parte, o laser de centro de cor foi transformado em um espectrofotômetro de duplo feixe de alta resolução (largura de linha OMEGA-V<O,2 cm-1), com o qual passamos a estudar amostras cristalinas de NaF multiplamente dopadas com impurezas moleculares OH- e monoatômicas Cu+. Relatamos novas características desse material, que surgem em virtude da interação entre as referidas impurezas. Dentre essas características, temos o surgimento de um espectro complexo de linhas deslocadas para menores energias com relação a banda de absorção do modo de estiramento do OH-. Parâmetros de anarmonicidade são analisados, os quais sugerem a existência de anarmonicidade elétrica em adição a anarmonicidade mecânica. Estudos da dependência das larguras das bandas de absorção com a temperatura juntamente com medidas de TSDC ( corrente de despolarização termo-estimulada), revelaram a existência de um comportamento diferente daquele de rotor quase livre encontrado para o OH- em vários halogenetos alcalinos. Os resultados mostraram que no cristal de NaF tanto o OH- isolado quanto o acoplado estão permanentemente orientados / This work has two parts. The starting one is related with the construction and characterization of a tunable color center laser (CCL) with an active medium of KCl:Li+ which works in the mid infrared region around 2,7 um. It is discussed three different configurations set up for the laser cavity, and the profile of each case is compared between each other. For the second part, the color center laser is used as the source of a high-resolution double beam spectrophotometer (line width OMEGA-V<O,2 cm-1). The spectrophotometer is used to study multiple doped NaF crystal samples, with OH- molecules and monoatomic Cu+ impurities. New optical properties are found due to assumed coupling interaction between both impurities, which gives rise to a more complex spectrum where several lines are displaced to lower energies relative to the main OH- stretching mode absorption. Some anharmonic effects are observed, which suggests the existence of electric anharmonicity added to the mechanical one. Further study of the bandwidth temperature dependence, together with thermally stimulated depolarization current measurements, reveal a different behavior of the usual OH- quasi-free rotor found in several alkali halides. The results show that for the NaF crystal the isolated and coupled OH- ions are permanently oriented

O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento e caracterização de um laser de centro de cor (LCC) sintonizável no infra-vermelho próximo, o qual possui uma cavidade do tipo astigmaticamente compensada, para aplicação em espectroscopia. O meio ativo foi um cristal de KCl:Li+ contendo centros de Fa(II) numa concentração ótima, determinada experimentalmente, para o sinal de saída do LCC, meio ativo foi preparado no próprio laboratório a partir da produção de centros F pelo método de coloração aditiva. A conversão de centros F em Fa(II) foi feita via fotodissociação dos centros F através de bombeamento ótico destes. O intervalo de sintonia do LCC foi de 2,59 a 2,82 &#956m e sua eficiência energéticade 0,14%. A fonte de bombeamento foi um laser de Argônio de 1w de potência em regime de multilinhas / The present work shows the development of a Near-infrared Tunable Color Center Laser (CCL), which optical cavity was astigmatically compensated, for spectroscopy application. The active medium was a KCl:Li+ crystal with Fa(II). The technique used to produce F centers was additive coloration. The F centers was converted into Fa(II) centers by optically pumping the F band of KCl with Tungsten lamp for approximately 20 minutes at room temperature. This laser covered the spectral range from 2.59 to 2.82&#956m, the slope efficiency was 0,14% and the beam divergence was 3.5mrad. The pumping source was a Ar+ laser multilines.

Este trabalho se encontra dividido em duas partes. Em uma parte inicial, relatamos a construção e caracterização de um laser de centro de cor (LCC) com meio ativo de KCl:Li+, operando de forma sintonizável no infravermelho na região em torno de 2,7 um. São descritas três configurações distintas para a cavidade do laser, e fazemos um estudo comparativo do desempenho do LCC para os três casos. Na segunda parte, o laser de centro de cor foi transformado em um espectrofotômetro de duplo feixe de alta resolução (largura de linha OMEGA-V<O,2 cm-1), com o qual passamos a estudar amostras cristalinas de NaF multiplamente dopadas com impurezas moleculares OH- e monoatômicas Cu+. Relatamos novas características desse material, que surgem em virtude da interação entre as referidas impurezas. Dentre essas características, temos o surgimento de um espectro complexo de linhas deslocadas para menores energias com relação a banda de absorção do modo de estiramento do OH-. Parâmetros de anarmonicidade são analisados, os quais sugerem a existência de anarmonicidade elétrica em adição a anarmonicidade mecânica. Estudos da dependência das larguras das bandas de absorção com a temperatura juntamente com medidas de TSDC ( corrente de despolarização termo-estimulada), revelaram a existência de um comportamento diferente daquele de rotor quase livre encontrado para o OH- em vários halogenetos alcalinos. Os resultados mostraram que no cristal de NaF tanto o OH- isolado quanto o acoplado estão permanentemente orientados / This work has two parts. The starting one is related with the construction and characterization of a tunable color center laser (CCL) with an active medium of KCl:Li+ which works in the mid infrared region around 2,7 um. It is discussed three different configurations set up for the laser cavity, and the profile of each case is compared between each other. For the second part, the color center laser is used as the source of a high-resolution double beam spectrophotometer (line width OMEGA-V<O,2 cm-1). The spectrophotometer is used to study multiple doped NaF crystal samples, with OH- molecules and monoatomic Cu+ impurities. New optical properties are found due to assumed coupling interaction between both impurities, which gives rise to a more complex spectrum where several lines are displaced to lower energies relative to the main OH- stretching mode absorption. Some anharmonic effects are observed, which suggests the existence of electric anharmonicity added to the mechanical one. Further study of the bandwidth temperature dependence, together with thermally stimulated depolarization current measurements, reveal a different behavior of the usual OH- quasi-free rotor found in several alkali halides. The results show that for the NaF crystal the isolated and coupled OH- ions are permanently oriented

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um laser de centro de cor para aplicações em espectroscopia. O laser opera em regime CW e a cavidade óptica utilizada é do tipo X, com dois espelhos esféricos intracavidade astigmáticamente compensados. O meio ativo utilizado foi um cristal de KCl:Li+ com centros FA (II), e como fonte de bombeamento foi empregado um laser de Ar+ em 514nm. O limiar de potência de bombeamento foi de 120 mW, a eficiência energética foi de 2,8% e o intervalo de sintonia obtido vai de 2,56 a 2,82 &#956m numa potência de bombeamento de 700mW. O laser opera também com a cavidade na configuração anel. Para testar o LCC foram feitas aplicações empregando a técnica de espectroscopia intercavidade em cristais de KCl: Li+: NO-2: NO-3 e KBr:OH-. / The present work shows the development of a color Center laser for spectroscopy application. It is a CW laser which uses an X-type cavity with two astigmatically compensated intracavity spherical mirrors. The laser can be converted to a ring laser. The used active medium was a KCl:Li+ single crystal with a FA (II) centers and the pumping source was an Ar+ laser (&#955= 514nm, 700mW). Pump power at threshold was measured to be 120mW. The tuning range was 2.56&#60 &#955 &#60 2.82 &#956m and the slope efficiency was 2,8%. To test the color center laser we measured intracavity spectra of KCl: Li+: NO-2: NO-3 and KBr:OH- single crystals.

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um laser de centro de cor para aplicações em espectroscopia. O laser opera em regime CW e a cavidade óptica utilizada é do tipo X, com dois espelhos esféricos intracavidade astigmáticamente compensados. O meio ativo utilizado foi um cristal de KCl:Li+ com centros FA (II), e como fonte de bombeamento foi empregado um laser de Ar+ em 514nm. O limiar de potência de bombeamento foi de 120 mW, a eficiência energética foi de 2,8% e o intervalo de sintonia obtido vai de 2,56 a 2,82 &#956m numa potência de bombeamento de 700mW. O laser opera também com a cavidade na configuração anel. Para testar o LCC foram feitas aplicações empregando a técnica de espectroscopia intercavidade em cristais de KCl: Li+: NO-2: NO-3 e KBr:OH-. / The present work shows the development of a color Center laser for spectroscopy application. It is a CW laser which uses an X-type cavity with two astigmatically compensated intracavity spherical mirrors. The laser can be converted to a ring laser. The used active medium was a KCl:Li+ single crystal with a FA (II) centers and the pumping source was an Ar+ laser (&#955= 514nm, 700mW). Pump power at threshold was measured to be 120mW. The tuning range was 2.56&#60 &#955 &#60 2.82 &#956m and the slope efficiency was 2,8%. To test the color center laser we measured intracavity spectra of KCl: Li+: NO-2: NO-3 and KBr:OH- single crystals.