Nesta trabalho estudamos o efeito de refração não linear em cristais fluoretos dopados com Cr+3 e polímeros. Tais cristais fluoretos têm recebido bastante atenção dos pesquisadores por apresentarem um espectro de emissão de banda larga e ação laser sintonizável na região de aproximadamente 780-1010 nm. Aplicando a técnica de lente Térmica (LT), realizamos um estudo quantitativo do comportamento da eficiência quântica de emissão, na presença dos processos de supressão térmica da fluorescência e conversão ascendente. Apresentamos um novo método de aplicação da técnica de LT, que possibilita a determinação da eficiência quântica em função do parâmetro de saturação S (S= IM/Is, em que IM é a intensidade média incidente no material e Is a intensidade de saturação). A partir desses resultados é possível determinar o parâmetro de conversão ascendente Auger (γ), desde que se conheça a população total do Cr+3 ( N0) e o tempo de vida de emissão τ(τ-1=τR-1+τNR-1) do material investigado. Este método é apresentado para LiSAF dopados com 1% e 7% de Cr+3 , e LiSGaF 4.7% de dopagem de Cr+3, excitados em regime cw sob 15°C. No caso dos polímeros, estudamos a caracterização das propriedades não lineares (eletrônica e térmica) das amostras de polianilina (PANI) dopadas e não-dopadas com H2SO4 na forma plastificada e dissolvida em dimetil sulfóxido (DMSO). Utilizamos para isso as técnicas de LT (cw) e Z-scan (cw e pulso de 70 ps). As medidas foram realizadas em função da concentração de PANI e temperatura. Utilizando um laser de Nd:YAG com um trem de pulsos, realizamos um estudo dinâmico da não linearidade em função da concentração da PANI. Dessa forma pudemos discriminar o efeito eletrônico do efeito térmico, determinando o índice de refração não linear (n2f) um índice térmico (n2cth) que está relacionado ao parâmetro térmico dn/dT (variação do coeficiente óptico com a temperatura). / In this work we studied the effect of nonlinear refraction in Cr+3 doped fluoride host crystals and polymers. The fluoride crystals have been attractive due a broad emission bandwidth and a tunable solid-state lasing in the range of approximately 780-1010 nm. Applying the Thermal Lens (TL) technique, we accomplished a quantitative study of the behavior of the quantum efficiency, in the presence of the processes of the fluorescence thermal quenching and upconversion processes. We introduced a new method of application of the TL technique, which makes possible the determination of the quantum efficiency as a function of the saturation parameter S (S= IM/Is, where IM is the medium intensity in the material and Is, the saturation intensity). Based on those results it is possible to determine the Auger upconversion parameter (γ), it one knows the total population of Cr+3 (N0) and the emission lifetime τ(τ-1=τR-1+τNR-1) of the investigated material. This method is presented for 1% and 7% Cr+3 doped LiSAF, and 4.7% of Cr+3 doped LiSGaF, upon excitation in the cw regime at 15°C. In the case of the polymers, we studied the nonlinear properties (electronics and thermal nonlinearities) of the polyaniline samples (PANI) doped and nondoped with H2SO4 in the film form and dissolved in dimethylsulfoxide. We used the LT (cw) and Z-scan (cw and pulse of 70 ps) techniques. The measurements were accomplished as a function of the concentration of PANI and temperature. Using a laser of Nd:YAG with pulse trains, we accomplished the dynamic behavior of the optical nonlinearity as a function of the PANI concentration. By this method we were able to discriminate between electronic and thermal lensing nonlinearities, and allows the determination of the nonlinear refractive index (n2f) and thermal index (n2cth) that is related to the thermal parameter dn/dT (temperature coefficient of refractive index).

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1516319 bytes, checksum: 3ca9e32f19d733da90951307e78b8dbd (MD5) Previous issue date: 2010-07-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we studied the Thermal Lens Thecnique (TLT), and we have used it as a tool in spectroscopic studies of transparent liquids. At first, we reformulated the method of determination of the waist of the laser beams. Our studies showed the need of changing of the fitting parameters of the Knife-edge Thecnique , used in the scientific works for decades. Another point of this work was a proposal of a change in the experimental setup, which was called optimized. Two kinds of optimization were approached, one without focusing the probe beam, and the other with the probe beam collimated. We explored the geometrical parameters of the experimental apparatus that influence the temporal evolution of the TL. By keeping the sample cell at the minimum waist of the excitation beam, we investigated the TL signal behaviour when the curvature radius of the probe beam and the distance between the sample and the detector were varied. Our results show that high amplitude TL signals, very close to the optimized value, combined with short transient times, may be obtained by reducing the curvature radius of the probe beam and the distance between the sample cell and the detector. In order to confirm the theoretical predictions we have measured thermal diffusivities of the following vegetable oils: olive, Brazil nut, oleic acid, palm olein and also of some transparent liquids: deionized water and ethanol. To obtain the TL signal of the transparent liquids it was necessary to use od the dyes, sunset yellow (CAC) and rhodamine B (RhB) at low concentrations. / Neste trabalho estudamos a Técnica de Lente Térmica (LT), e a utilizamos como ferramenta em estudos de espectroscopia de líquidos transparentes. Inicialmente reformulamos o método de determinação das cinturas dos feixes de lasers. Nossos estudos mostraram a necessidade de mudança nos valores dos parâmetros da função de ajuste na Técnica da lâmina , utilizada nos trabalhos científicos há décadas. Outro destaque neste trabalho foi à proposta de uma mudança no arranjo experimental, o qual denominamos de sistema otimizado. Dois tipos de otimizações serão abordadas, a do feixe de prova não focalizado e a do feixe de prova colimado. Exploramos os parâmetros geométricos do aparato experimental que influenciam na evolução temporal do sinal de LT. Ao manter a amostra na cintura mínima de excitação investigou-se o comportamento do sinal de LT quando o raio de curvatura do feixe de prova e a distância entre a amostra e o fotodetector foram variados. Nossos resultados mostram que os sinais da LT, obtidos no modo cruzado estão muito perto dos sinais dos modos otimizados, combinando com curtos tempos de medição para pequenas distâncias. Para confirmação dos pontos abordados, foram feitas medidas da difusividade dos seguintes óleos vegetais: Azeite de Oliva, Castanha do Brasil, Ácido Oleico Puro, e Oleina de Palma, e também dos líquidos transparentes: Água Deionizada, e Etanol. Para se obter o sinal de LT nos líquidos transparentes, foi necessário o uso dos corantes, Amarelo Crepúsculo (CAC) e Rodamina B (Rh B), em baixas concentrações.

Nesta trabalho estudamos o efeito de refração não linear em cristais fluoretos dopados com Cr+3 e polímeros. Tais cristais fluoretos têm recebido bastante atenção dos pesquisadores por apresentarem um espectro de emissão de banda larga e ação laser sintonizável na região de aproximadamente 780-1010 nm. Aplicando a técnica de lente Térmica (LT), realizamos um estudo quantitativo do comportamento da eficiência quântica de emissão, na presença dos processos de supressão térmica da fluorescência e conversão ascendente. Apresentamos um novo método de aplicação da técnica de LT, que possibilita a determinação da eficiência quântica em função do parâmetro de saturação S (S= IM/Is, em que IM é a intensidade média incidente no material e Is a intensidade de saturação). A partir desses resultados é possível determinar o parâmetro de conversão ascendente Auger (γ), desde que se conheça a população total do Cr+3 ( N0) e o tempo de vida de emissão τ(τ-1=τR-1+τNR-1) do material investigado. Este método é apresentado para LiSAF dopados com 1% e 7% de Cr+3 , e LiSGaF 4.7% de dopagem de Cr+3, excitados em regime cw sob 15°C. No caso dos polímeros, estudamos a caracterização das propriedades não lineares (eletrônica e térmica) das amostras de polianilina (PANI) dopadas e não-dopadas com H2SO4 na forma plastificada e dissolvida em dimetil sulfóxido (DMSO). Utilizamos para isso as técnicas de LT (cw) e Z-scan (cw e pulso de 70 ps). As medidas foram realizadas em função da concentração de PANI e temperatura. Utilizando um laser de Nd:YAG com um trem de pulsos, realizamos um estudo dinâmico da não linearidade em função da concentração da PANI. Dessa forma pudemos discriminar o efeito eletrônico do efeito térmico, determinando o índice de refração não linear (n2f) um índice térmico (n2cth) que está relacionado ao parâmetro térmico dn/dT (variação do coeficiente óptico com a temperatura). / In this work we studied the effect of nonlinear refraction in Cr+3 doped fluoride host crystals and polymers. The fluoride crystals have been attractive due a broad emission bandwidth and a tunable solid-state lasing in the range of approximately 780-1010 nm. Applying the Thermal Lens (TL) technique, we accomplished a quantitative study of the behavior of the quantum efficiency, in the presence of the processes of the fluorescence thermal quenching and upconversion processes. We introduced a new method of application of the TL technique, which makes possible the determination of the quantum efficiency as a function of the saturation parameter S (S= IM/Is, where IM is the medium intensity in the material and Is, the saturation intensity). Based on those results it is possible to determine the Auger upconversion parameter (γ), it one knows the total population of Cr+3 (N0) and the emission lifetime τ(τ-1=τR-1+τNR-1) of the investigated material. This method is presented for 1% and 7% Cr+3 doped LiSAF, and 4.7% of Cr+3 doped LiSGaF, upon excitation in the cw regime at 15°C. In the case of the polymers, we studied the nonlinear properties (electronics and thermal nonlinearities) of the polyaniline samples (PANI) doped and nondoped with H2SO4 in the film form and dissolved in dimethylsulfoxide. We used the LT (cw) and Z-scan (cw and pulse of 70 ps) techniques. The measurements were accomplished as a function of the concentration of PANI and temperature. Using a laser of Nd:YAG with pulse trains, we accomplished the dynamic behavior of the optical nonlinearity as a function of the PANI concentration. By this method we were able to discriminate between electronic and thermal lensing nonlinearities, and allows the determination of the nonlinear refractive index (n2f) and thermal index (n2cth) that is related to the thermal parameter dn/dT (temperature coefficient of refractive index).

Orientador: Antonio Manoel Mansanares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-05T12:36:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_VagnerLuizda_M.pdf: 2632810 bytes, checksum: 349b270849e09c9dfcac5d7edfeefa03 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Os vidros dopados com semicondutores são objeto de grande interesse como materiais ópticos não lineares e estudos intensivos acerca dos efeitos de confinamento quântico e não linearidade ótica tem sido realizados. Apesar do grande interesse nas propriedades óticas desses materiais, os dados térmicos e opto-térmicos são ainda escassos e raros. Neste trabalho utilizamos a espectroscopia de lente térmica na configuração de modo descasado para determinar a difusividade térmica e o comportamento do coeficiente de temperatura do índice de refração dn/dT em amostras de vidros de borossilicato dopados com CdTe. As amostras estudadas foram vidros tratados termicamente a 540oC para períodos de 20, 65, 150, 255, 300, 360 e 480 min. Também foram realizados espectros fotoacústicos com estas amostras. Para os espectros fotoacústicos notamos que as amostras tratadas para 20 e 65 min são quase transparentes na faixa do visível, apresentando banda de absorção no ultra-violeta, característica de dielétricos tais como esses vidros. Para amostras tratadas a 150 min ou mais, aparece uma banda de absorção adicional no visível, e que se desloca para comprimentos de onda mais longos com o tempo de tratamento. Esta banda é consequência dos efeitos de confinamento quântico do elétron, associado à existência de nanocristais de CdTe no vidro. Os resultados de lente térmica mostraram os valores de difusividade térmica encontrados em função do tratamento térmico das amostras. Estes valores são próximos à difusividade térmica de vidros de borossilicato relatados na literatura e mostram uma diminuição pequena do parâmetro térmico para amostras tratadas para longos períodos. Este efeito pode ser causado pela perturbação na propagação de calor introduzida pelos pontos quânticos. O comportamento de dn/dT (em 632,8 nm) obtido das medidas de Lente Térmica, devidamente normalizados pelo Sinal Fotoacústico, mostrou clara correlação com a evolução das bandas de absorção em função da temperatura de tratamento, indicando que o efeito da modulação térmica se dá principalmente através do deslocamento da banda de absorção / Abstract: Glasses doped with semiconductors are of great interest as non-linear optical materials, and intensive studies on quantum confinement and non-linear optics in these structures have been carried out. Despite the importance of their optical properties, thermal and opto-thermal properties are still not well characterized in these materials. In this work we used the thermal lens technique to determine the thermal diffusivity and the behavior of the temperature coefficient of the refractive index, dn/dT, in CdTe quantum dots borosilacate glasses. Samples annealed at 540oC for 20, 65, 150, 255, 300, 360 and 480 min were investigated. Optical absorption spectra were also determined using photoacoustic technique. The photoacoustic spectra for the samples treated for 20 and 65 min did not show signifficant absorption in the visible range, presenting only the well known UV band of glasses. The samples treated for 150 min and further presented an additional band in the visible, which shifts up to long wavelengths with annealing. This band arises in the quantum confinement in the CdTe nanocrystals dispersed in the glass matrix. Thermal lens measurements allowed the determination of the thermal diffusivity of the samples as a function of the thermal treatment. The found values are in good agreement with literature data for borosilicate glasses, and present a slight decrease for samples treated for long periods. This decrease can be related to the perturbation introduced by the CdTe aggregates in the heat propagation. Finally, the behavior of dn/dT (at 632,8 nm) obtained through thermal lens measurements showed a net correlation with the evolution of the absorption bands with thermal treatment. This indicates that the effect of the thermal modulation is dominated by the shift of the absorption band to longer wavelengths / Mestrado / Física / Mestre em Física

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-26T17:57:08Z No. of bitstreams: 1 geraldohenriquessilva.pdf: 10712668 bytes, checksum: f01961f15332f15a16b6dfa3de46c37f (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T20:37:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 geraldohenriquessilva.pdf: 10712668 bytes, checksum: f01961f15332f15a16b6dfa3de46c37f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T20:37:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 geraldohenriquessilva.pdf: 10712668 bytes, checksum: f01961f15332f15a16b6dfa3de46c37f (MD5) Previous issue date: 2010-04-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho estudamos a difusividade térmica do sistema vítreo Si02—Na2CO3— B203 — Al203 (SNAB) dopado com nanocristais semicondutores de CdS e íons Nd3+. A difusividade térmica (D) foi obtida através da técnica chamada Lente Térmica. Foi constatado que D diminuiu até 30% quando SNAB é dopada com nanocristais de CdS. O efeito é discutido em termos de transporte de calor por fônons assim como espalhamento na interface e superfície. Verificou-se também que quando o sistema dopado é co-dopado com Nd3+ uma diminuição adicional na difusividade térmica é observada. / This work reports on the thermal diffusivity of the SiO2 — Na2CO3 — B203 —Al203 (SNAB) glass system doped with semiconductor nanocrystals of CdS and Nd3+ ions. Thermal Diffusivity (D) was obtained via the so called Thermal Lens technique. We verified that D decreases up to 30% when SNAB is doped with CdS nanocrystals. The effect is discussed in terms of heat transport by phonons as well as interface and surface scattering. We verified also that when the doped system is co-doped with Nd3+ a further decrease in the thermal diffusivity was observed.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-26T20:40:00Z No. of bitstreams: 1 alyssonmirandadefreitas.pdf: 6745579 bytes, checksum: f118041a99a0129a458cecec28c32017 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T20:49:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 alyssonmirandadefreitas.pdf: 6745579 bytes, checksum: f118041a99a0129a458cecec28c32017 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T20:49:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 alyssonmirandadefreitas.pdf: 6745579 bytes, checksum: f118041a99a0129a458cecec28c32017 (MD5) Previous issue date: 2010-09-13 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho é determinar a difusividade térmica dos vidros aluminossilicatos nanoestruturados com nanopartículas de prata e dopados com íons de Er+3 através da técnica de Espectroscopia de Lente Térmica. Verificou-se que a medida em que os dopantes são inseridos na amostra, ocorre a diminuição da difusividade. Entretanto, os principais responsáveis por esta redução são as nanopartículas de prata possivelmente formadas pela introdução do óxido Ag2O. Observou-se uma dependência da difusividade térmica com a concentração de dopantes, sendo que esta decai com o aumento da concentração. Os resultados foram analisados considerando vários mecanismos de transferência de calor, sendo a redução da difusividade térmica atribuída, principalmente, a diminuição do livre caminho médio dos fônons devido aos efeitos de espalhamento. / The aim of this study is to determine the thermal diffusivity of nanostructured aluminosilicate glasses with silver nanoparticles and doped with ions of Er+3 using the technique of Thermal Lens Spectroscopy. It was found that the extent to which the dopants are inserted in the sample, there is a decrease of diffusivity. However, the main drivers of this reduction are the silver nanoparticles formed possibly by the introduction of oxide Ag2O. There was a dependency of the thermal diffusivity with the doping concentration, and this decays with increasing concentration. The results were analyzed considering various mechanisms of heat transfer, the reduction of thermal diffusivity mainly attributed the decrease in phonon mean free path due to scattering effects.

Neste trabalho foi desenvolvido um novo método voltado para a caracterização de lentes térmicas em materiais fotônicos, utilizados como meios ativos no desenvolvimento de lasers. Este método baseia-se em interferometria por padrão de speckle eletrônico (ESPI), utilizando dois lasers de diodo multímodo sintonizados a diferentes freqüências. Com o ajuste desta diferença, foi possível escolher uma resolução apropriada para medirmos as variações geradas no raio de curvatura da frente de onda, relacionados ao efeito térmico. Para os nossos experimentos escolhemos uma amostra vítrea de aluminato de cálcio dopado com 4% de érbio; e potências de bombeio incidentes de até 1,76 mW do laser de bombeio. Os lasers de diodo foram sintonizados para ter um intervalo de contorno por volta de 120 m. Com o aumento da potência absorvida pela amostra, observamos a diminuição da curvatura da frente de onda incidente na CCD, devido ao aumento da potência da lente térmica gerada. Através de uma análise paraxial dos feixes, foi feita uma aproximação para obtermos os valores das lentes para cada configuração, apresentando comprimentos focais de 131,39 mm a 42,76 mm. / In this work we will develop a new method focused on the caracterization of thermal lenses effect in photonic materials used as active media in lasers design. This method is based on electronic speckle pattern interferometry (ESPI) using two multimode diode lasers tuned to different frequencies. Adjusting this difference we can achieve an appropriate resolution to measure the variability generated within the curvature radius of the wavefront due to thermal lens effect. For our experiments we chose a vitreous sample of calcium aluminate doped with 4% erbium and incident pump powers ranging to 1.76mW. The diode lasers were tuned to have a contour interval of around 120m. With addition in power absorbed by the sample, we observed a decrease in the curvature radius incident on the camera due to increased power of the thermal lens generated. Through a paraxial of the wavefront, an approach was made to obtain the values of the lenses for each configuration, with focal lengths ranging from 131.39 mm to 42.76 mm.

A técnica de varredura-z tem sido bastante utilizada para a determinação do índice de refração não-linear (n2) em meios transparentes. Apresentamos neste trabalho uma análise teórica e resultados da técnica de varredura-z por reflexão, visando o estudo de efeitos térmicos em amostras que possuem coeficientes de absorção muito grandes. Extensões à técnica, tais como: a varredura-z resolvida no tempo e varredura-z resolvidas em freqüência puderam ser aplicadas para medir efeitos térmicos, pois estes são relativamente lentos nos materiais que medimos (água, polímero e vidro). Das componentes linear e quadrática da evolução temporal da transmitância, ou, da segunda componente de Fourier de curvas obtidas em duas freqüências, pode-se extrair parâmetros térmicos como: a capacidade térmica por unidade de massa e a difusividade térmica. Propriedades térmicas são de grande interesse na usinagem de peças, e em estudos sobre tensões estruturais e novos materiais. Pela teoria aqui desenvolvida, dada as constantes térmicas, é possível distinguir os efeitos térmicos e eletrônicos nas amostras que apresentam os dois. / The Z-Scan technique is the most popular one for the determination of the nonlinear index of refraction (n2) of transparent media. In this work we present a theoretical analysis and results of the reflection z-scan technique, aiming the research of thermal effects in highly absorbing materials. Extensions of the technique, such as the time resolved z-scan and the frequency resolved z-scan could be applied to measure thermal effects because they are relatively slow in the materials that we have measured (water, polystyrene and glass). From the linear and quadratic terms of the transmittance time evolution, or, from the second Fourier component of curves obtained in two frequencies, one can extract thermal parameters like: the heat capacity per unit mass and the thermal diffusion coefficient. Thermal properties are of great interest in the manufacture of pieces, and in the study of structure strains and new materials. By the theory presented here, if thermal constants are given, one can distinguish between thermal and electronic effects in samples that present both.

Nesta dissertação são estudados três sistemas interfaciais, com o objetivo de observar o efeito do aquecimento localizado por laser. O primeiro sistema consistiu de filmes ultrafinos de níquel ftalocianina tetrasulfonada, com intercalantes diferentes (Zr e PDDA), analisados pela técnica fototérmica de lente térmica (LT). Foi montada uma instrumentação de LT completa, sendo a fonte excitante um laser de He-Ne de baixa potência (10 mW). Estes filmes, com diferentes números de camadas, foram imersos em solventes orgânicos e a transferência de calor na interface foi estudada através do ajuste do sinal de LT. Os dados obtidos revelaram a proporcionalidade do sinal de LT com o aumento do número de camadas e permitiram a determinação das difusividades térmicas dos solventes utilizados. O segundo sistema consistiu de monocamadas de hexadecanol depositadas na superfície de soluções de cristal violeta (CV). A superfície destas soluções foi aquecida a laser e a transferência do calor gerado foi detectada através de uma instrumentação de deflexão fototérmica transversa (PDB). Estes experimentos foram realizados em uma balança de superfície, com uma compressão controlada da mono camada. Foi observado um aumento da transferência de calor para o ar a partir de um certo ponto da isoterma de compressão da monocamada. O mecanismo de supressão de correntes de convecção por surfatantes é indicado como provável causador deste aumento de transferência de calor. O terceiro sistema consistiu na fabricação de filmes LB de ácido octadecanóico modificados pelo aquecimento do menisco durante a sua deposição. Uma instrumentação semelhante a empregada no segundo experimento serviu de base para estes experimentos, com o laser de excitação direcionado próximo ao substrato. Foram observadas as curvas de taxa de transferência e foram comparadas as morfologias do filme resultante deste aquecimento com filmes não aquecidos do ácido octadecanóico e do ácido octadecanóico na presença de Orange G (OG), o corante empregado para geração de calor. Nestes estudos morfológicos são apresentadas microscopia ópticas do filme, que mostram a formação de anéis no filme, provavelmente devido à evaporação da subfase. São também apresentadas imagens de microscopia de força atômica deste filme submetido a aquecimento, evidenciando o enrugamento da superfície em nível micrométrico, mostrando ser possível modificar o processo de formação de filmes através do aquecimento localizado. / In this dissertation three interfacial systems were examined, with the goal of observing the effect of localized laser-heating on them. The first studied system were ultrathin films of nickel tetrasulfophthalocyanine, with different compounds (Zr or PDDA), analyzed by thermal lens. A complete instrumentation of LT was mounted, being the exciting source a He-Ne laser of low power (10 mW) and low cost. These films, with different numbers of layers, had been immersed in organic solvents and the heat transfer through the interface was studied through mathematical fitting of the LT signal. The acquired data had disclosed the proportionality of the signal of LT with the increase in the number of layers and had allowed the determination of thermal diffusivities of the used solvents. Hexadecanol monolayers on the surface of Crystal Violet (CV) aqueous solutions were the second system to be studied. The surface of these solutions was laser-heated and the heat transfer to the air was detected through a photothermal beam deflection instrumentation (PDB). These experiments have been carried out in a surface balance to provide controlled compression of the monolayer. An increase in the heat transfer to the air from a certain point of the monolayer isotherm was observed. The mechanism of suppression of surface tension-induced convection by surfactants is proposed as the probable cause of such increase. LB films of octadecanoic acid were used in the third set of experiments, with the aim of modifying the film surface morphology by laser heating of the meniscus region during the deposition process. An instrumentation similar to the one employed in the previous experiment served as base for these experiments, with the laser of excitement pointed close to the substrate. The curves of transfer ratio had been observed and the morphologies of the laser-heated ?lm were compared to the non-heated films of octadecanoic acid with and without Orange G (OG, dye used as auxiliary for heat generation). Optical microscopy images from the laser-heated film were obtained, showing ring formation, probably due the evaporation of subphase. Also images of atomic force microscopy of this laser-heated film are shown, evidencing the wrinkling of the surface in micrometric level when compared to similar films from non-heated films. This behaviour shows the feasibility of modification in the process of formation of LB films through localised laser-heating.

Neste trabalho investigamos as propriedades térmicas (difusividade, condutividade, variação do caminho óptico com a temperatura, etc) e processos de perdas devido a interações entre íons em materiais lasers vítreos e cristalinos. Desde que a eficiência quântica de fluorescência, , está diretamente relacionada com esses mecanismos que levam a supressão da luminescência, os estudos foram realizados principalmente observando os efeitos desses agentes sobre . Espectros de lente térmica (LT) foram usados para determinar , eficiência de transferência de energia matriz-íon, e para analisar efeitos de sítios de defeitos sobre . Um novo método usando a técnica de LT foi proposto para determinar e o coeficiente de temperatura do caminho óptico. Com esta nova abordagem analisamos em materiais vítreos os mecanismos de supressão da luminescência em função da concentração de íons de Nd. Também a usamos para estudar efeitos de radicais de OH e outras impurezas em matrizes vítreas de fosfato dopadas com Yb3+. Processos de conversão ascendente Auger, os quais são importantes em sistemas lasers de alta potência, foram investigados em vidros e cristais dopados com Nd3+. Nos vidros o estudo foi realizado em função da concentração de íons dopantes. Neste estudo a técnica de LT mostrou ser muito sensível, apresentando resultados com erros bem menores que os existentes na literatura. Seguindo o estudo de perdas, investigamos distorção óptica induzida pela luz em função da temperatura, potência de excitação e polarização no cristal ferroelétrico SBN. Usando a técnica de LT, investigamos as propriedades térmicas através da transição de fase ferroelétrica-paraelétrica em cristais de SBN. Complementando, esta tese contribui significativamente para a caracterização de materiais laser, considerando que vários dos mecanismos de perdas estudados propriamente devem ser levados em conta em projetos de laser. Este trabalho também apresenta a técnica de lente térmica como uma ferramenta valiosa para tal estudo. / In this work we investigate the thermal properties (diffusivity, conductivity, temperature coefficient of the optical path length change, etc) and loss processes owing to ion-ion interactions in laser glassy and crystalline materials. Since the fluorescence quantum efficiency, , is directly related to these mechanisms that lead to luminescence quenching, the studies were performed mainly observing the effects of these processes on . Thermal lens (TL) spectra were used to determine , energy transfer efficiency between matrix-ion, and to analyze effects of \"dead site\" on . A new method based on the TL technique was proposed to determine q and the temperature coefficient of the optical path length change. This new approach was used to investigate concentration quenching mechanisms in glassy materials. It was also used to study effects of OH radicals and other impurities in Yb3+ doped phosphate glasses. Upconversion Auger processes, which are very important for high power laser systems, were investigated in Nd3+ -doped glasses and crystals. In glasses the study was performed as a function of doping ions. In this study the TL showed to be very sensitive, presenting results with uncertainties much smaller than previous literatures. Following the study of losses, we investigate light induced optical distortion as a function of temperature, excitation power, and polarization in SNB ferroelectric crystal. Using the TL technique, the thermal properties through the phase transition ferroelectric-paraelectric in SBN crystals were investigated. In addition, this thesis significantly contributes for characterization of laser materials with potential applications, considering that severa1 of the loss mechanisms studied here must be considered in laser design. This work also presents the TL technique as a valuable to01 for the present study.