Submitted by Alexandra Feitosa (alexandra.feitosa@ufpe.br) on 2017-07-24T13:56:33Z No. of bitstreams: 1 2011-Dissertação-MuriloSodreMarques.pdf: 3306431 bytes, checksum: 208f5d5c903bd2e05e2233fecfe78bb4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-24T13:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011-Dissertação-MuriloSodreMarques.pdf: 3306431 bytes, checksum: 208f5d5c903bd2e05e2233fecfe78bb4 (MD5) Previous issue date: 2011-12-21 / Nesse trabalho foram estudadas amostras vítreas de composição (% em massa) 85TeO2(15–x)ZnOxNd2O3, (x=1, 2 e 3). Bandas de emissão do ultravioleta ao visível foram observa-das e suas origens foram parcialmente analisadas através da obtenção dos espectros de emissãoe absorção das amostras, com o auxílio da teoria de Judd-Ofelt. A dependência da amplitudedos sinais de fotoluminescência com a intensidade do laser e a sua variação com a temperaturadas amostras foram analisadas. Como fontes de bombeamento, utilizou-se um OPO operandoem 805 nm (pulsos de 5 ns, 10 Hz), em ressonância com a transição(2H9=2;4F5=2)!4I9=2,e o terceiro harmônico de um laser deNd:Y AGoperando em 355nm(pulsos de 5ns, 8 Hz)em ressonância com a transição(4D3=2!4I9=2)dos íons deNd+3. Os resultados obtidospermitiram identificar os principais mecanismos que contribuem para a fotoluminescência daamostras. Além do estudo das emissões envolvendo a participação de dois ou mais fótons in-cidentes, correspondendo à luminescência nos comprimentos de onda 361, 386, 417 e 454 nm,foi aprofundado o estudo da Conversão Ascendente de Frequências com emissão centrada em750 nm. Neste caso foi identificado o processo no qual um fóton do laser incidente em 805 nm,origina a emissão em 750 nm com a participação de fônons da rede hospedeira. Foi possívelexplicar a emissão em 750 nm e ratificar a hipótese de Auzel e Pellé do aumento da intensidadeemitida com a temperatura a partir da descrição em termos de um modo efetivo de fônons (oumodo promotor), com frequência menor que a frequência de corte da rede hospedeira. Parao estudo da emissão em 750 nm as amostras foram submetidas a diferentes temperaturas nointervalo de100 °Ca 250 °C. / Glass samples with composition (% in weight) 85TeO2(15–x)ZnOxNd2O3, (x=1, 2 e 3)were studied in this work. Emission bands from ultraviolet to visible were observed and theirorigins were partially analyzed based on the absorption and emission spectra of the samples,with the basis on the Judd-Ofelt theory. The dependence of the photoluminescence intensitywith the laser intensity and its dependence with the samples’ temperature were analyzed. Thelight sources used for excitation were an OPO operating at 805 nm (5ns pulses, 10 Hz), inresonance with the transition(2H9=2;4F5=2)!4I9=2, and the third harmonic of aNd:Y AGlaser operating at 355nm(5ns pulses, 8Hz) in ressonance with the transition(4D3=2!4I9=2)of theNd3+ions. The results obtained allowed to identify the main mechanisms that contributefor the photoluminescence of the samples. Besides excitation processes involving two or moreincident photons, corresponding to the luminescence at the wavelengths 361, 386, 417 and 454nm, the emission centered at 750 nm was also investigated. In this case a mechanism wasidentified in which an incident laser photon at 805 nm originates luminescence at 750 nm withthe participation of phonons. It was possible to explain the emission at 750 nm and ratify theAuzel and Pelle hypothesis of increase of intensity emitted with temperature variation assumingcontribution of an effective mode of phonons (or promoter mode), with frequency smaller thanthe host lattice cutoff frequency. To study the emission at 750 nm the samples were subjectedto different temperatures in the range of100 °Cto 250 °C.

In this work, the structural and optical properties of vitreous lead phosphate system were investigated Pb3(PO4)2 with high concentrations of Nd3+. These glasses were produced by melting/cooling method. The synthesis conditions such as the melting temperature of the components have been optimized in order to obtain good optical quality and chemical resistance for subsequent preparation of optical fibers, optical integrated circuits and other devices. Measures for the X-ray difiraction revealed amorphous structures across the track. The optical window determined by absorption spectroscopy is between 300 and 2750 nm. The analysis based on Judd-Ofelt theory were made based on the absorption spectra of the individual bands. The determination of the phenomenological parameters and allows the spectroscopic determination of relevant parameters such as radiative lifetime, quantum eficiency and luminescence branching ratio, showed little change in the crystalline structure of the glass network. However, it was observed changes was observed in the distribution of electron density in the rare earth ions to highest concentrations of these dopants. The Raman spectroscopy showed spectral shifts between regions 900-1100 cm -1 and 1150-1400 cm-1 suggesting changes in phosphate network connections (PO4)3- e (PO2)as, respectively. Spectroscopy measurements Fourier transform in the region 500- 4000 cm -1 showed an increase in content OH- with increasing concentration of Nd3+. This result was attributed to increased hygroscopic sample because it is in opposition to the results of analyzes of the Urbach energy that indicated reduction in clutter density of localized states. The measures relating to the lifetime in the arrays without treatment and with heat treatment showed no change in the structure. By comparing the experimental and radiative lifetimes was observed a change abrupt between these two parameters may be related to a possible level changes in the matrix. The results obtained in this study contribute to research on materials that may be used as active means for solid-state lasers in the near infrared region, pumped by high-power diode lasers available on the market at low cost. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho foram investigadas as propriedades estruturais e ópticas do sistema vítreo fosfato de chumbo Pb3(PO4)2 com altas concentrações de Nd3+. Esses vidros foram produzidos pelo método de fusão/resfriamento. As condições de síntese como a temperatura de fusão dos componentes, foram otimizadas com o objetivo de obter boa qualidade óptica e resistência química para posterior preparação de fibras ópticas, circuitos ópticos integrados entre outros dispositivos. Medidas relativas á difração de raios X revelaram estruturas amorfas em toda a faixa. A janela óptica determinada por espectroscopia de absorção está compreendida entre 300 e 2750 nm. A análise baseada na teoria de Judd-Ofelt foram feitas baseadas nos espectros de absorção das bandas individualizadas. A determinação dos parâmetros fenomenológicos além de permitir a determinação de parâmetros espectroscópicos relevantes, tais como, tempo de vida radiativo, eficiência quântica de luminescência e razão de ramificação, evidenciou pouca alteração na estrutura cristalina da rede vítrea. Só foi observado alteração na distribuição da densidade eletrônica nos íons terras raras para altas concentrações destes dopantes. A espectroscopia Raman mostrou deslocamentos espectral nas regiões entre 900-1100 cm-1 e 1150-1400 cm-1 sugerindo alterações nas ligações da rede fosfato (PO4)3- e (PO2)as, respectivamente. Medidas de espectroscopia por transformada de Fourier, na região de 500 a 4000 cm-1, mostraram um aumento no teor de OH- com o aumento da concentração de Nd3+. Este resultado foi atribuído ao aumento da higroscopia da amostra e está em oposição aos resultados das análises relativas a energia de Urbach que indicaram redução na desordem da densidade de estados localizados. As medidas relativas ao tempo de vida nas matrizes sem tratamento e com tratamento térmico mostraram que não houve alteração na estrutura. Ao comparar os tempos de vida experimentais e radiativos foi observado uma mudança brusca entre esses dois parâmetros que pode estar relacionada a uma possível alteração na matriz. Os resultados obtidos neste trabalho contribuem com as pesquisas sobre materiais que podem ser utilizados como meios ativos para lasers de estado sólido na região do infravermelho próximo, bombeados por lasers de diodo de alta potência disponíveis no mercado a baixo custo.