Nous avons étudié par spectroscopie de Résonance Paramagnétique Électronique (RPE), par simulation de spectre RPE, par spectroscopie Raman et par photoluminescence les ions Ti3+ formés par irradiation aux β de 3,37 x 10^5 à 1,68 x 10^9 Gy dans les verres SiO2 - Na2O - TiO2 et SiO2 - Al2O3 - B2O3 - Na2O - TiO2. Nous montrons que ces ions existent dans les verres silicatés dans trois sites différents correspondant à trois environnements différents : [VI]Ti3+, [V]Ti3+ sous forme de pyramide à base carrée et peut être sous forme de bi-pyramide. Il existe de même trois sites des ions Ti3+ dans les verres alumino-borosilicatés et le site des ions [VI]Ti3+ est commun aux deux classes de verres. L'étude de l'évolution des proportions d'ions Ti3+ dans chacun des sites ainsi que l'étude des paramètres RPE des sites montre que leur existence est déterminée par la dose intégrée et la valeur du rapport [Na]/[Ti] que nous redéfinissons dans le cas des verres alumino-borosilicatés. Enfin, sous une excitation à 266 nm nous observons à température ambiante une bande d'émission à 500 nm attribuée aux ions Ti4+. Sous une excitation à 532 nm, nous observons une bande d'émission à 590 nm avec des temps de vie courts d'une centaine de ns que nous attribuons soit aux ions Ti3+ soit à des défauts formés près des ions Ti4+. Dans l'ensemble, cette étude montre donc qu'il est possible de contrôler par la chimie et la dose intégrée l'environnement des ions Ti3+ et donc les propriétés d'émission de cet ion dans un verre.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2018-08-22T17:34:41Z No. of bitstreams: 1 isisleedasilva.pdf: 12216714 bytes, checksum: e649030347d14cc52c630c99a1124ee2 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-09-03T16:33:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 isisleedasilva.pdf: 12216714 bytes, checksum: e649030347d14cc52c630c99a1124ee2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-03T16:33:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 isisleedasilva.pdf: 12216714 bytes, checksum: e649030347d14cc52c630c99a1124ee2 (MD5) Previous issue date: 2017-07-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As Safiras são sintetizadas comercialmente desde 1902, mas só em 1982 o cristal Titânio:Safira (Ti:Safira) passou a ser empregado como meio de ganho de cavidades ópticas. O laser de Titânio:Safira é um dos principais lasers ultrarrápidos com pulsos de femtossegundos (10−15s) da atualidade, e possui duas configurações de emissão: contínua e pulsada. No regime pulsado obtém-se usualmente um espectro com algumas dezenas de nanômetros de largura. Entretanto, em algumas situações específicas, esse espectro pode ser expandido a uma largura de 500 nm, conhecido como supercontínuo. Em ambos os regimes o meio de ganho é o cristal de Safira dopado com íons de Titânio (Ti3+). Neste trabalho apresenta-se a caracterização deste cristal com as seguintes técnicas espectroscópicas: Absorção, Fotoluminescência, Lente Térmica e Z-Scan. O objetivo desta análise é entender melhor o seu comportamento térmico e não-linear, esperando-se assim obter uma interpretação do espectro de emissão do laser gerado dentro da cavidade óptica no regime pulsado utilizando esse cristal como meio de ganho. A espectroscopia feita no cristal permite uma atualização dos dados da literatura e informações adicionais, como a difusividade térmica e índice de refração não linear. / Sapphires are commercially synthesized since 1902, but only in 1982 the crystal Ti:Sapphire began to be used as an active medium of optical cavities. Currently one of the leading ultrafast lasers with femtosecond pulses (10−15s) is the Titanium:Sapphire (Ti:Sapphire) laser, which has two emission settings: continuous and pulsed. In the pulsed regime one usually obtains a spectrum with bandwidth of some tens of nanometers. However, in some specific situations, this spectrum can be expanded to a 500 nm, known as supercontinuum. In both regimes the active medium is Sapphire crystal doped with Titanium ions Ti+3. This work presents the characterization of a Ti:Sapphire crystal with the following spectroscopic techniques: Absorption, Photoluminescence, Thermal Lens and Z-Scan. The aim of this analysis is to better understand its thermal and nonlinear behavior, thus expecting to obtain an interpretation of the laser emission spectrum generated within the optical cavity in the pulsed regime using this crystal as a means of gain. The spectroscopy made in the crystal allows an update of the literature data and additional information like thermal diffusivity and generation of nonlinear refractive index.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-27Bitstream added on 2014-06-13T20:53:36Z : No. of bitstreams: 1 costajunior_pr_me_ilha.pdf: 1643476 bytes, checksum: 5cbf98fcf43ed53a45f50da455aef0c4 (MD5) / Estudamos o sistema 40P2O5 – 10B2O3 – (50-x)CaO – xTiO2, onde variou-se a composição do TiO2 e CaO, com x=25,20,15,10,05,03 mol%. Neste sistema temos dois formadores de vidros, o P2O5 que pode incorporar na sua rede grande quantidade de Titânio e o B2O3. Dois grupos de amostras foram estudados: um sem polarizar, e outro grupo submetido à polarização eletro térmica a 300oC aplicando 1,5KV e 2,5 KV durante 60 minutos. Foram realizadas medidas de Análise Térmica diferencial e se observa que estes vidros possui transição vítrea entorno de 600ºC, aumentando com maior quantidade de TiO2. A evidência da polarização eletro térmica se observa nos espectros de infravermelho e Uv-Vis, nestas, as bandas de absorção correspondentes sofreram ligeiras mudanças. Para estes vidros são importantes as bandas de absorção na região visível que se estende desde 400nm até 900nm devido à existência de íons Ti3+ e pares Ti3+-T 4+ em estruturas de coordenação tetraedral e octaedral. As medidas da dispersão dos índices de refração utilizando a técnica do ângulo de Brewster mostram variações conforme os comprimentos de onda. Foi avaliado o índice de refração complexo dos espectros de transmitância e refletância. A análise da parte real do índice de refração foi feita através do modelo de um único oscilador de Wemple-Didomenico que está relacionado com a dispersão normal dos vidros. Os parâmetros como energia média e energia de dispersão são baixos quando comparados com outro vidros com TiO2. Os dados da absorção na forma da função dielétrica complexa foram ajustados utilizando funções gaussianas. Os resultados indicam a formação de bandas de absorção de íons Ti3+ com estruturas possivelmente distorcidas e de coordenação tetraedral e octaedral. Temos ainda as bandas... / We studied the system 40 P2O5 – 10 B2O3 - ( 50 – x ) CaO – x TiO2, which has varied the composition of CaO and TiO2, with x = 25, 20, 15, 10, 05, 03 mol%. In this system we have two glass formers, the P2O5 that can incorporate in its network great amount of titanium B2O3. Two groups of samples were studied: one without polarize, and another group submitted to a thermal electric polarization by 300ºC applying 1.5 KV and 2.5 KV for 60 minutes. Measures were made of differential thermal analysis and observed that these glasses have glass transition around 600ºC, increasing with a great amount of TiO2. The evidence of thermal electric polarization is observed in the spectra of infrared and UV-Vis, in the corresponding absorption bands have slightly changes. For these glasses are important the absorption bands in the visible region that extends from 400nm to 900nm due to the existence of ion Ti3+ pairs and Ti3+ - T4+ in co-ordination structures tetraedral and octaedral. The measures of dispersion of the indices of refraction using the technique of Brewster angle showed variations according to wavelengths. We evaluated the complex refractive index of the spectra of transmittance and reflectance. The analysis of the real part of the index of refraction was done by a single oscillator model of Wemple-Didomenico related to the normal dispersion of glass. The parameters such as average energy and energy dispersion are low when compared with other glasses with TiO2. The data of absorption in the form of complex dielectric function were fitted using Gaussian functions. The results indicate the formation of absorption bands of ions Ti3+ with possibly distorted structures and coordination tetraedral and octaedral. We have the bands due to the existence of pairs of ions Ti3+ - Ti4+ and undergo changes as the samples polarized and not polarized.

Orientador: Victor Ciro Solano Reynoso / Banca: Cláudio Luiz Carvalho / Banca: Raul Fernando Cuevas Rojas / Resumo: Estudamos o sistema 40P2O5 - 10B2O3 - (50-x)CaO - xTiO2, onde variou-se a composição do TiO2 e CaO, com x=25,20,15,10,05,03 mol%. Neste sistema temos dois formadores de vidros, o P2O5 que pode incorporar na sua rede grande quantidade de Titânio e o B2O3. Dois grupos de amostras foram estudados: um sem polarizar, e outro grupo submetido à polarização eletro térmica a 300oC aplicando 1,5KV e 2,5 KV durante 60 minutos. Foram realizadas medidas de Análise Térmica diferencial e se observa que estes vidros possui transição vítrea entorno de 600ºC, aumentando com maior quantidade de TiO2. A evidência da polarização eletro térmica se observa nos espectros de infravermelho e Uv-Vis, nestas, as bandas de absorção correspondentes sofreram ligeiras mudanças. Para estes vidros são importantes as bandas de absorção na região visível que se estende desde 400nm até 900nm devido à existência de íons Ti3+ e pares Ti3+-T 4+ em estruturas de coordenação tetraedral e octaedral. As medidas da dispersão dos índices de refração utilizando a técnica do ângulo de Brewster mostram variações conforme os comprimentos de onda. Foi avaliado o índice de refração complexo dos espectros de transmitância e refletância. A análise da parte real do índice de refração foi feita através do modelo de um único oscilador de Wemple-Didomenico que está relacionado com a dispersão normal dos vidros. Os parâmetros como energia média e energia de dispersão são baixos quando comparados com outro vidros com TiO2. Os dados da absorção na forma da função dielétrica complexa foram ajustados utilizando funções gaussianas. Os resultados indicam a formação de bandas de absorção de íons Ti3+ com estruturas possivelmente distorcidas e de coordenação tetraedral e octaedral. Temos ainda as bandas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: We studied the system 40 P2O5 - 10 B2O3 - ( 50 - x ) CaO - x TiO2, which has varied the composition of CaO and TiO2, with x = 25, 20, 15, 10, 05, 03 mol%. In this system we have two glass formers, the P2O5 that can incorporate in its network great amount of titanium B2O3. Two groups of samples were studied: one without polarize, and another group submitted to a thermal electric polarization by 300ºC applying 1.5 KV and 2.5 KV for 60 minutes. Measures were made of differential thermal analysis and observed that these glasses have glass transition around 600ºC, increasing with a great amount of TiO2. The evidence of thermal electric polarization is observed in the spectra of infrared and UV-Vis, in the corresponding absorption bands have slightly changes. For these glasses are important the absorption bands in the visible region that extends from 400nm to 900nm due to the existence of ion Ti3+ pairs and Ti3+ - T4+ in co-ordination structures tetraedral and octaedral. The measures of dispersion of the indices of refraction using the technique of Brewster angle showed variations according to wavelengths. We evaluated the complex refractive index of the spectra of transmittance and reflectance. The analysis of the real part of the index of refraction was done by a single oscillator model of Wemple-Didomenico related to the normal dispersion of glass. The parameters such as average energy and energy dispersion are low when compared with other glasses with TiO2. The data of absorption in the form of complex dielectric function were fitted using Gaussian functions. The results indicate the formation of absorption bands of ions Ti3+ with possibly distorted structures and coordination tetraedral and octaedral. We have the bands due to the existence of pairs of ions Ti3+ - Ti4+ and undergo changes as the samples polarized and not polarized. / Mestre