A família de óxidos Re2BaCuO5 (Re = Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu e Y) é freqüentemente encontrada como impureza na síntese dos supercondutores óxidos de alta temperatura (ReBa2Cu3O7-x). Uma família isoestrututal a essa é a família de óxidos Re2BaZnO5. Em ambos os casos, uma série de estudos têm sido realizados em espectroscopia ótica. No entanto, nenhuma atenção especial é dada ao íon Er3+ como dopante desses óxidos. Nesta tese foi promovida com sucesso, através de medidas de absorção, luminescência e tempos de vida de estados excitados dos multipletos 4S3/2 e 4F9/2 de excitação seletiva de sítio do multipleto 4S3/2 completa identificação experimental dos níveis de energia do multipleto excitado (4S3/2) e fundamental (4I15/2), do íon Er3+, na amostra de (Er0.05Y0.95)2BaZnO5. Os resultados obtidos e aqui apresentados são inéditos e mostram a existência de comunicação, por transferência de energia, entre os dois sítios presentes no material / The family of oxides Re2BaCuO5 (Re = Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and Y) have been found very often as impurities in the synthesis of high temperature superconducting RBa2Cu3O7-x oxides. The family of oxides Re2BaZnO5 is isostructural to the first one. In both cases, optical spectroscopy had been applied to the study of them Some works had been published in both cases but no attention has been given to erbium as dopant of these oxides. In this work we successfully carried out the experimental identification of the fundamental (4I15/2) and the excited (4S3/2) configurations of the erbium ion in (Er0.05Y0.95)2BaZnO5. This identification had been made with absorption, luminescence and time decay measurement of the 4S3/2 and 4F9/2 multipletes and site selective excitation of the 4S3/2 multiplete. These results are original and show the energy transference between two different sites in the material

A família de óxidos Re2BaCuO5 (Re = Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu e Y) é freqüentemente encontrada como impureza na síntese dos supercondutores óxidos de alta temperatura (ReBa2Cu3O7-x). Uma família isoestrututal a essa é a família de óxidos Re2BaZnO5. Em ambos os casos, uma série de estudos têm sido realizados em espectroscopia ótica. No entanto, nenhuma atenção especial é dada ao íon Er3+ como dopante desses óxidos. Nesta tese foi promovida com sucesso, através de medidas de absorção, luminescência e tempos de vida de estados excitados dos multipletos 4S3/2 e 4F9/2 de excitação seletiva de sítio do multipleto 4S3/2 completa identificação experimental dos níveis de energia do multipleto excitado (4S3/2) e fundamental (4I15/2), do íon Er3+, na amostra de (Er0.05Y0.95)2BaZnO5. Os resultados obtidos e aqui apresentados são inéditos e mostram a existência de comunicação, por transferência de energia, entre os dois sítios presentes no material / The family of oxides Re2BaCuO5 (Re = Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and Y) have been found very often as impurities in the synthesis of high temperature superconducting RBa2Cu3O7-x oxides. The family of oxides Re2BaZnO5 is isostructural to the first one. In both cases, optical spectroscopy had been applied to the study of them Some works had been published in both cases but no attention has been given to erbium as dopant of these oxides. In this work we successfully carried out the experimental identification of the fundamental (4I15/2) and the excited (4S3/2) configurations of the erbium ion in (Er0.05Y0.95)2BaZnO5. This identification had been made with absorption, luminescence and time decay measurement of the 4S3/2 and 4F9/2 multipletes and site selective excitation of the 4S3/2 multiplete. These results are original and show the energy transference between two different sites in the material

No presente trabalho é feito um estudo sistemático do efeito do campo cristalino nas propriedades ópticas do íon Er3+. Para tal propósito utilizamos três diferentes sistemas cristalinos dopados com Er3+: Ortovanadato de cálcio [Ca3(VO4)2], Niobato de lítio [LiNb03] e Titanato de bismuto [Bi12TiO20]. Os cristais foram crescidos no formato de fibras, pela técnica LHPG (Laser Heated Pedestal Growth). O uso deste método de crescimento permitiu não apenas o estudo do efeito do campo cristalino da matriz no Er3+ como também, a influência de diferentes condições crescimento. As composições dos cristais foram determinadas através de EDX (Energy Dispersive X Ray), XPS (X Ray Photoelectron Spectroscopy) e microscopia Auger. As amostras também foram investigadas através de absorção óptica e emissão, incluindo a determinação de seus índices de refração, gap óptico, identificação e análise de várias transições, medidas de emissão dependentes do tempo e da temperatura. A estrutura de todos os cristais foram investigadas pelas técnicas de difração de raios X e espalhamento Raman. Baseados nos resultados experimentais foi possível inferir sobre as regras impostas pelas condições de crescimento nas propriedades finais das fibras cristalinas de Ca3(VO4)2, LilNbO3 e Bi12Ti020 dopados com Er3+. Especificamente relacionado com as fibras cristalinas de Ca3(VO4)2 e LiNBbO3 dopadas com Er3+, a inserção de diferentes pressões de oxigênio molecular, durante o crescimento, induz mudanças significativas na sua estrutura cristalina. A inserção de íons Er3+ na matiz Bi12Ti020 produz uma luminescência fraca, quando comparada a do Ca3(VO4)2 e LiNbO3, porém esta luminescência apresenta um aumento considerável quando as amostras são co-dopada com íons Ga3+ / In this work we performed a systematic study of the crystal field effect on the optical properties of the Er3+ ion. For such a purpose we used three different crystalline Er3+ doped systems: calcium orthovanadate [Ca3(VO4)2, lithium niobate [LiNbO3] and bismuth titanate [Bi12TiO20]. The crystals were grown in the shape of fibers by the Laser Heated Pedestal Growth (LHPG) technique. By using this growth technique it was possible to explore not only the effects of different crystal fields on the Er3+ ion but also, the influence of different growth conditions. The composition of each fiber was determined from EDX (Energy, Dispersive X Ray , analysis), XPS (X Ray Photoelectron Spectroscopy) and Auger microprobe. The fibers were also optically investigated through optical absorption and emission and included the determination of their index of refraction, optical band gap, the identification and analysis of several different transitions, temperature and time-dependent measurements, etc. The structure of all crystals were investigated by X ray diffraction and Raman scattering techniques. Based on these experimental results it was possible to infer the role played by the growth technique and conditions on the final properties of these Er3+ -doped Ca3(VO4)2, LiNbO3 and Bi12Ti020 crystalline fibers. Specifically related to the Er3+ -doped Ca3(VO4)2 and LiNbO3 fibers, different pressures of molecular oxygen, during the groNvt.h., induces significant changes on their atomic (and electronic) structure. The insertion of Er3+ ions in the Bi12Ti020 matrix produces a small photoluminescence intensity, when compared with Ca3(VO4)2 and LINbO3, which is considerably increased by co-doping with Ga3+ ions

No presente trabalho é feito um estudo sistemático do efeito do campo cristalino nas propriedades ópticas do íon Er3+. Para tal propósito utilizamos três diferentes sistemas cristalinos dopados com Er3+: Ortovanadato de cálcio [Ca3(VO4)2], Niobato de lítio [LiNb03] e Titanato de bismuto [Bi12TiO20]. Os cristais foram crescidos no formato de fibras, pela técnica LHPG (Laser Heated Pedestal Growth). O uso deste método de crescimento permitiu não apenas o estudo do efeito do campo cristalino da matriz no Er3+ como também, a influência de diferentes condições crescimento. As composições dos cristais foram determinadas através de EDX (Energy Dispersive X Ray), XPS (X Ray Photoelectron Spectroscopy) e microscopia Auger. As amostras também foram investigadas através de absorção óptica e emissão, incluindo a determinação de seus índices de refração, gap óptico, identificação e análise de várias transições, medidas de emissão dependentes do tempo e da temperatura. A estrutura de todos os cristais foram investigadas pelas técnicas de difração de raios X e espalhamento Raman. Baseados nos resultados experimentais foi possível inferir sobre as regras impostas pelas condições de crescimento nas propriedades finais das fibras cristalinas de Ca3(VO4)2, LilNbO3 e Bi12Ti020 dopados com Er3+. Especificamente relacionado com as fibras cristalinas de Ca3(VO4)2 e LiNBbO3 dopadas com Er3+, a inserção de diferentes pressões de oxigênio molecular, durante o crescimento, induz mudanças significativas na sua estrutura cristalina. A inserção de íons Er3+ na matiz Bi12Ti020 produz uma luminescência fraca, quando comparada a do Ca3(VO4)2 e LiNbO3, porém esta luminescência apresenta um aumento considerável quando as amostras são co-dopada com íons Ga3+ / In this work we performed a systematic study of the crystal field effect on the optical properties of the Er3+ ion. For such a purpose we used three different crystalline Er3+ doped systems: calcium orthovanadate [Ca3(VO4)2, lithium niobate [LiNbO3] and bismuth titanate [Bi12TiO20]. The crystals were grown in the shape of fibers by the Laser Heated Pedestal Growth (LHPG) technique. By using this growth technique it was possible to explore not only the effects of different crystal fields on the Er3+ ion but also, the influence of different growth conditions. The composition of each fiber was determined from EDX (Energy, Dispersive X Ray , analysis), XPS (X Ray Photoelectron Spectroscopy) and Auger microprobe. The fibers were also optically investigated through optical absorption and emission and included the determination of their index of refraction, optical band gap, the identification and analysis of several different transitions, temperature and time-dependent measurements, etc. The structure of all crystals were investigated by X ray diffraction and Raman scattering techniques. Based on these experimental results it was possible to infer the role played by the growth technique and conditions on the final properties of these Er3+ -doped Ca3(VO4)2, LiNbO3 and Bi12Ti020 crystalline fibers. Specifically related to the Er3+ -doped Ca3(VO4)2 and LiNbO3 fibers, different pressures of molecular oxygen, during the groNvt.h., induces significant changes on their atomic (and electronic) structure. The insertion of Er3+ ions in the Bi12Ti020 matrix produces a small photoluminescence intensity, when compared with Ca3(VO4)2 and LINbO3, which is considerably increased by co-doping with Ga3+ ions

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-30T13:38:33Z No. of bitstreams: 3 1_pdfsam_Tese - Michelly Patrícia Santana de Almeida Fógia - 2014 - (1).pdf: 19290836 bytes, checksum: 2968ddb5cb0f3df6082b9b4716172cff (MD5) 109_pdfsam_Tese - Michelly Patrícia Santana de Almeida Fógia - 2014 - (2).pdf: 5395221 bytes, checksum: 4db4ad13c96adee2667748bc5321c48f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-30T15:36:48Z (GMT) No. of bitstreams: 3 1_pdfsam_Tese - Michelly Patrícia Santana de Almeida Fógia - 2014 - (1).pdf: 19290836 bytes, checksum: 2968ddb5cb0f3df6082b9b4716172cff (MD5) 109_pdfsam_Tese - Michelly Patrícia Santana de Almeida Fógia - 2014 - (2).pdf: 5395221 bytes, checksum: 4db4ad13c96adee2667748bc5321c48f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-30T15:36:48Z (GMT). No. of bitstreams: 3 1_pdfsam_Tese - Michelly Patrícia Santana de Almeida Fógia - 2014 - (1).pdf: 19290836 bytes, checksum: 2968ddb5cb0f3df6082b9b4716172cff (MD5) 109_pdfsam_Tese - Michelly Patrícia Santana de Almeida Fógia - 2014 - (2).pdf: 5395221 bytes, checksum: 4db4ad13c96adee2667748bc5321c48f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-09-24 / In this work the structural and optical properties of SiO2-ZnO-TiO2 system doped with of Eu3+ (1% in mol) or Er3+ ions (0,2% to 2,0% in mol) were investigated. The compositions xSiO2-([100-x]/2)ZnO-([100-x]/2)TiO2 with x ranging from 40 to 80 were synthesized and studied. A mixed methodology using the traditional sol-gel process and Pechini method was employed to prepare stable and transparent sols, homogeneous gels, powders and transparent thin films without cracks. The prepared powders were heat treated from 100°C to 1100°C. The optical “band gap” values, the lifetime of Eu3+ 5D0 level, the R/O ratio of Eu3+ emissions and refractive index are dependent on the composition and thermal treatment of the powders. Multilayered thin films were deposited onto silica substrates using the “spin coating” technique. Afterwards, the as-prepared thin films were calcined at 500°C followed by annealings from 700°C to 1000°C. The X-ray diffraction of powders showed that the crystallization starts at 800°C with a mixture of zinc titanate phases (ZnTiO3, Zn2TiO4) and titanium rutile (TiO2). In compositions with low silica content (x = 40 or 50) the formation of zinc silicate (Zn2SiO4) occurs at high temperatures. The optical properties were evaluated for both powders and thin films. Particularly, thin films exhibit transmittance above 80% in the visible region. The refractive index at 632.8 nm and thickness of thin films were estimated using the envelope method and m-Line spectrocopy. Furthermore, morphological analysis of the thin films surface was performed by scanning electron microscopy. The characteristic emission peaks of Er3+ or Eu3+ doped powders and thin films were measured. The photoluminescent emission of Eu3+ ions, obtained the highest intensities for the powders treated at 800°C, for films treated at 700°C, under excitation at 394 nm, where the system remains primarily amorphous. The photoluminescent emission of the Er3+ ions was more intense for the powders treated at 1100°C under excitation at 980 nm, mainly due to reduction of hydroxyl groups which act as photoluminescence quenchers. In the film the highest intensity occurred at a temperature of 700°C under excitation at 378 nm and showing only one guided mode. Thus, the obtained thin films can be suitable for application as waveguides in integrated optical systems. Moreover, the Eu and Er doped powders can be used as phosphors in displays. / Este trabalho avalia as propriedades estruturais e ópticas do sistema ternário SiO2-ZnO-TiO2 dopado com íons Eu3+ (1% em mol) ou Er3+ (0,2% a 2,0% em mol). As composições xSiO2-([100-x]/2)ZnO-([100-x]/2)TiO2, com x = 40, 50, 60, 70 e 80 foram estudadas. Através de metodologia mista do processo sol-gel com o método Pechini foi possível obter sóis estáveis e transparentes, géis homogêneos, pós tratados termicamente de 100ºC a 1100°C e filmes finos transparentes e sem trincas. Filmes finos multicamadas foram depositados sobre substratos de sílica usando “spin coating” e calcinados a 500°C, seguido de um tratamento térmico entre 700°C e 1000°C. Por fotoluminescência foram observadas as transições de emissão características de íons Er3+ e Eu3+. A caracterização por difração de raios X dos pós mostrou que a cristalização tem início a partir de 800°C, com uma mistura de fases de titanatos de zinco (ZnTiO3, Zn2TiO4) e segregação de titânio rutilo (TiO2). Em composições com menores proporções de sílica (x= 40 ou 50) também ocorreu a formação de silicato de zinco (Zn2SiO4) em temperaturas mais elevadas. Os espectros de transmissão dos filmes apresentaram transmitância superior a 80%. Os valores de “band gap” óptico, o tempo de vida, as razões R/O e o índice de refração são dependentes do tratamento térmico e da composição dos pós. Usando o método da envoltória, pôde-se calcular o índice de refração a 632,8 nm e a espessura dos filmes finos, sendo que esta também foi estimada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia m-Line. A emissão fotoluminescente dos íons Eu3+ tem maior intensidade nos pós tratados à 800°C e nos filmes tratados à 700°C, sob excitação a 394 nm. Nestas temperaturas o sistema permanece predominantemente amorfo. A emissão fotoluminescente dos íons Er3+ foi mais intensa para os pós tratados a 1100°C, sob excitação a 980 nm, devido à eliminação de grupos OH supressores das emissões de Er3+. Nos filmes a maior intensidade se deu à temperatura de 700°C, sob excitação a 378 nm. Os filmes apresentaram apenas um modo guiado, sendo o mais apropriado para uso como guia de onda e os pós são indicados como fósforos podendo ser aplicados em “displays".

Les Lidars cohérents permettent de mesurer la vitesse du vent à grande distance, en se basant sur le décalage en fréquence Doppler induit par la réflexion des aérosols. Le Lidar vent est composé d'un système MOPFA (Master Oscillator Power Fiber Amplifier), contenant un oscillateur continu, un modulateur d'intensité, et un amplificateur fibré. L'objectif principal de cette thèse est la réalisation d'un MOPFA pulsé de forte puissance crête à sécurité oculaire, en utilisant une fibre multicoeurs dopée erbium. L'impulsion mono-fréquence dans les fibres est limitée par les effets non-linéaire du au confinement du faisceau dans le coeur. Les fibres multicoeurs peuvent être vues comme des fibres à larges coeur. L'impulsion à amplifier est divisée et injectée dans tous les coeurs de la fibre amplificatrice à l'aide d'un modulateur spatial de lumière (SLM). A la sortie, les impulsions amplifiées sont recombinées par un élément optique de diffraction (EOD). La combinaison cohérente en sortie requière un contrôle indépendant des phases à l'injection qui est asservit par un algorithme basé sur la puissance de l'ordre zéro de l'EOD. La puissance crête après combinaison est alors la somme des puissances crêtes atteintes dans chacun des coeurs. / Coherent Lidars can measure wind speed at long distance, using the Doppler frequency shift induced by the movement of the back reflecting aerosols. Wind Lidars usually include a MOPFA (Master Oscillator Power Fiber Amplifier) made of a continuous oscillator, an intensity modulator and a fiber amplifier. The main objective of this thesis is the realization of an eye-safe, high peak power, pulsed MOPFA using an erbium-doped multicore fiber. Single frequency pulse amplification in fibers is limited by nonlinear effects due to tight beam confinement in the core. Multicore fibers can be seen as a very large core fiber, thus mitigating the nonlinear effects. The pulse to be amplified is divided and injected into all cores of the amplifying fiber using a spatial light modulator (SLM). The amplified output pulses are then recombined at the fiber output by a diffractive optical element (DOE). The coherent combination at fiber output requires independent control of phases at injection provided by a feedback loop based on the DOE zero order power. The peak power after combination is the sum of the peak powers reached in each of the cores.

Neste trabalho apresentamos os resultados obtidos no estudo das propriedades ópticas dos vidros de fluoretos dopados com Er3+ e Pr<sup3+ , de composições: 20ZnF2-20SrF sub>2-2NaF - 6GaF sub>3 - 16BaF2 sub>2 -(36 - x)InF sub>3 -xErF sub>3 e 20ZnF sub>2 - 20SrF sub>2 -2NaF - 6GaF sub>3 -34InF sub>3 -(18 - x)BaF sub>2 - xPrF sub>3 com x = 1,2,3 e 4 mol%. As propriedades ópticas são discutidas a partir das informações obtidas dos espectros de absorção, a 300K para os vidros dopados com Er+ e, a 300 e 77K para os vidros dopados com Pr3+. A teoria de Judd-Ofelt é usada nos cálculos dos parâmetros de intensidades &#937&#955 (&#937= 2,46). As forças do oscilador são calculadas através das áreas das bandas de absorção. São calculados os parâmetros espectroscópicos característicos: a probabilidade de transição de dipolo elétrico forçado, os canais de relaxação dos diferentes níveis, o tempo de vida radiativo e a seção transversal de emissão estimulada. O efeito da concentração sobre os parâmetros de intensidade é também discutido. Os resultados obtidos concordam bem com os reportados em diferentes classes de vidros para concentrações similares. Entretanto, a qualidade dos ajustes atingidos neste trabalho é melhor que a encontrada na literatura em estudos semelhantes. Os vidros apresentam boa homogeneidade e apenas pequenas variações no índice de refração e densidade, com a concentração dos dopantes Er3+ e Pr3+.Visando obter uma melhor coerência entre os resultados teóricos e experimentais para o caso do Pr3+ , uma nova aproximação é discutida à luz da teoria de Judd-Ofelt. Considerando contribuições superiores de segunda ordem na teoria padrão, os parâmetros de intensidade ímpares são tomados em conta. Uma consistente e boa qualidade do conjunto de parâmetros é obtida somente com a inclusão das contribuições dos termos da ordem superior e, se a banda em 21470 cm-1 é atribui da à transição 3H4 &#8594 3P1 e a componente 1I6 sendo incorporada à transição 3H4 &#8594 3P2 em 22700 cm-1. Com os parâmetros de intensidade QÂ (1= 3,4,5,6) obtidos da teoria padrão modificada, são calculados os parâmetros espectroscópicos característicos nos vidros dopados com Pr3+ / ln this work we present the resu1ts obtained in the study of the optical properties of fluoride glasses doped with Er3+ and Pr<sup3+ of compositions: 20ZnF2-20SrF sub>2-2NaF - 6GaF sub>3 - 16BaF2 sub>2 -(36 - x)InF sub>3 -xErF sub>3 and 20ZnF sub>2 - 20SrF sub>2 -2NaF - 6GaF sub>3 -34InF sub>3 -(18 - x)BaF sub>2 - xPrF sub>3 com x = 1,2,3 and 4 mol%. The optica1 properties are discussed from the information obtained from absorption spectra at 300K for glasses doped with Er+ and at 300 and 77K for glasses doped with com Pr3+. The Judd-Ofelt theory is used in the calculation of the intensity parameters &#937&#955 (&#937= 2,46). The oscillator strengths are obtained from the areas under the absorption curves. The characteristic spectroscopic parameters calculated are: electric dipole transition probabilities, radiative lifetimes, branching ratios and peak crosssections of stimulated emission. The concentration effect on the intensity parameters is allalyzed. The results obtained are in good agreement with those reported for other glasses described for similar concentrations. Nevertheless the fit quality reached in this work is better than the ones reported in similar studies. The glasses present good homogeneity and only little variations in the refractive index and density with the concentration Er3+ and Pr3+ are observed. In order to obtain better coherence between theoretical and experimental results in the Pr3+ case, a new approximation is discussed under the light of the Judd-Ofelt theory. Considering higher order contributions to the standard theory, the odd intensity parameters are taken into account. A consistent and good quality set of parameters is obtained only with the inclusion of these higher order contributions and if the band at 21470 cm-1 is assigned to the the 3H4 &%8594 3P>/sub>1 transition, the component 1I6 being incorporated in the 3H4 &%8594 3P>/sub>2 transition at 22700 cm-1. With the intensity parameters &#937&#955 (&#937= 3, 4, 5, 6) obtained from the modified standard theory, the characteristic spectroscopic parameters are calculated in the glasses doped with Pr3+

Neste trabalho apresentamos os resultados obtidos no estudo das propriedades ópticas dos vidros de fluoretos dopados com Er3+ e Pr<sup3+ , de composições: 20ZnF2-20SrF sub>2-2NaF - 6GaF sub>3 - 16BaF2 sub>2 -(36 - x)InF sub>3 -xErF sub>3 e 20ZnF sub>2 - 20SrF sub>2 -2NaF - 6GaF sub>3 -34InF sub>3 -(18 - x)BaF sub>2 - xPrF sub>3 com x = 1,2,3 e 4 mol%. As propriedades ópticas são discutidas a partir das informações obtidas dos espectros de absorção, a 300K para os vidros dopados com Er+ e, a 300 e 77K para os vidros dopados com Pr3+. A teoria de Judd-Ofelt é usada nos cálculos dos parâmetros de intensidades &#937&#955 (&#937= 2,46). As forças do oscilador são calculadas através das áreas das bandas de absorção. São calculados os parâmetros espectroscópicos característicos: a probabilidade de transição de dipolo elétrico forçado, os canais de relaxação dos diferentes níveis, o tempo de vida radiativo e a seção transversal de emissão estimulada. O efeito da concentração sobre os parâmetros de intensidade é também discutido. Os resultados obtidos concordam bem com os reportados em diferentes classes de vidros para concentrações similares. Entretanto, a qualidade dos ajustes atingidos neste trabalho é melhor que a encontrada na literatura em estudos semelhantes. Os vidros apresentam boa homogeneidade e apenas pequenas variações no índice de refração e densidade, com a concentração dos dopantes Er3+ e Pr3+.Visando obter uma melhor coerência entre os resultados teóricos e experimentais para o caso do Pr3+ , uma nova aproximação é discutida à luz da teoria de Judd-Ofelt. Considerando contribuições superiores de segunda ordem na teoria padrão, os parâmetros de intensidade ímpares são tomados em conta. Uma consistente e boa qualidade do conjunto de parâmetros é obtida somente com a inclusão das contribuições dos termos da ordem superior e, se a banda em 21470 cm-1 é atribui da à transição 3H4 &#8594 3P1 e a componente 1I6 sendo incorporada à transição 3H4 &#8594 3P2 em 22700 cm-1. Com os parâmetros de intensidade QÂ (1= 3,4,5,6) obtidos da teoria padrão modificada, são calculados os parâmetros espectroscópicos característicos nos vidros dopados com Pr3+ / ln this work we present the resu1ts obtained in the study of the optical properties of fluoride glasses doped with Er3+ and Pr<sup3+ of compositions: 20ZnF2-20SrF sub>2-2NaF - 6GaF sub>3 - 16BaF2 sub>2 -(36 - x)InF sub>3 -xErF sub>3 and 20ZnF sub>2 - 20SrF sub>2 -2NaF - 6GaF sub>3 -34InF sub>3 -(18 - x)BaF sub>2 - xPrF sub>3 com x = 1,2,3 and 4 mol%. The optica1 properties are discussed from the information obtained from absorption spectra at 300K for glasses doped with Er+ and at 300 and 77K for glasses doped with com Pr3+. The Judd-Ofelt theory is used in the calculation of the intensity parameters &#937&#955 (&#937= 2,46). The oscillator strengths are obtained from the areas under the absorption curves. The characteristic spectroscopic parameters calculated are: electric dipole transition probabilities, radiative lifetimes, branching ratios and peak crosssections of stimulated emission. The concentration effect on the intensity parameters is allalyzed. The results obtained are in good agreement with those reported for other glasses described for similar concentrations. Nevertheless the fit quality reached in this work is better than the ones reported in similar studies. The glasses present good homogeneity and only little variations in the refractive index and density with the concentration Er3+ and Pr3+ are observed. In order to obtain better coherence between theoretical and experimental results in the Pr3+ case, a new approximation is discussed under the light of the Judd-Ofelt theory. Considering higher order contributions to the standard theory, the odd intensity parameters are taken into account. A consistent and good quality set of parameters is obtained only with the inclusion of these higher order contributions and if the band at 21470 cm-1 is assigned to the the 3H4 &%8594 3P>/sub>1 transition, the component 1I6 being incorporated in the 3H4 &%8594 3P>/sub>2 transition at 22700 cm-1. With the intensity parameters &#937&#955 (&#937= 3, 4, 5, 6) obtained from the modified standard theory, the characteristic spectroscopic parameters are calculated in the glasses doped with Pr3+

Depuis quelques années, nous assistons à une augmentation soutenue de la demande en puissance des sources optiques. L'introduction des fibres à double gaine dopées Er3+/Yb3+ dans la conception des lasers et des amplificateurs a permis l'obtention de puissances très élevées, impossibles à imaginer quelques années auparavant. L'évolution de cette technologie, conçue en principe pour des systèmes télécom, permet d'envisager de nombreuses applications dans d'autres secteurs tels que le médical, la découpe laser, le marquage, le lidar, le perçage, le soudage, ou le traitement de surface, entre autres. Du fait des fortes puissances mises en jeu dans de tels composants, l'apparition des effets non linéaires devient incontournable. Les effets non linéaires sont à l'origine d'interférences ou de distorsions qui dégradent considérablement les signaux. La compréhension de ces effets devient donc indispensable dans l'optique de trouver des règles d'ingénierie aidant à les minimiser lors de la conception de nouveaux composants. Ce mémoire présente une contribution, à la fois théorique et expérimentale, à l'étude des effets non linéaires dans les lasers et amplificateurs de puissance à fibre double gaine dopée Er3+/Yb3+, portant plus particulièrement sur l'automodulation de phase et la diffusion Brillouin stimulée. L'automodulation de phase a été traitée dans le cas des impulsions d'une durée inférieure à 4 ps. Après une mise en évidence expérimentale, un outil de simulation a été créé à l'aide de l'équation de Schrödinger non linéaire avec gain. Afin d'obtenir des impulsions de puissance supérieure à celle imposée par l'automodulation de phase, un système d'amplification d'impulsions utilisant l'architecture CPA ('Chirped Pulse Amplification') a été mis en place, permettant l'obtention d'impulsions de 450 fs avec une puissance crête supérieure à 35 kW. Dans le cas des impulsions larges -d'une durée supérieure à 10 ns-, la puissance maximum de sortie est limitée par un autre effet: la diffusion Brillouin stimulée. Cet effet a également été mis en évidence de façon expérimentale, puis modélisé à l'aide d'un système de cinq équations couplées. Comme dans le cas de l'automodulation de phase, un outil de simulation a aussi été créé. D'autres effets, tels que la diffusion Raman stimulée ou l'amplification paramétrique ont également été étudiés de façon expérimentale.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The SNABP [40SiO2.30Na2CO3.1Al2O3.25B2O3.PbO2 (mol%)] glass system, nanostructured with PbS Quantum Dots (QDs) and/or doped with Er3+ ions, was successfully synthesized by the Fusion Method, when it was subjected to appropriate thermal annealing. The glass transition temperatures (Tg) were obtained by Differential Thermal Analyze (DTA), in which it was possible to define a suitable temperature to be used in the thermal annealing of the synthesized samples. As results of these thermal annealing, the formation and growth of PbS QDs have occurred in the glass environment. The optical properties of samples were investigated by Optical Absorption (OA), Photoluminescence (PL), and Photoluminescence with Temporal Resolution (PLTR). Moreover, the Atomic Force Microscopy (AFM) and X-Ray Diffractometry were employed in study of morphological and structural properties of samples, respectively. The size dispersions of PbS QDs were determined from OA spectra. Once using both the Method and OA data, it was also possible to estimate the average diameters of these nanoparticles, which grow with the increase in annealing time. The characteristic transitions of Er3+ ions were clearly identified in OA spectra. In addition, it was observed that the increase in annealing time of samples had provoked amplification in the overlapping between PL bands of both the PbS QDs and Er3+ ions, as well as with the absorption 4I15/2 -> 4I13/2 of these ions. Thus, the PLTR measurements have confirmed the decrease in lifetime of the 4I13/2 level (of Er3+ ions), with the amplification in the overlapping of PL emissions. Finally, as a main result of this work, it was proved that the SNABP glass system, nanostructured with PbS QDs and doped with Er3+ ions, displays to be quite favorable to the radiative energy transfer process (from PbS QDs to Er3+ ions), as well as the occurrence of stimulated emission of 4I13/2 level. / O sistema vítreo SNABP [40SiO2.30Na2CO3.1Al2O3.25B2O3.PbO2 (mol%)] nanoestruturado com pontos quânticos (PQs) de PbS e/ou dopados com íons Er3+ foi sintetizado com sucesso pelo Método de Fusão, quando submetido a tratamentos térmicos apropriados. As temperaturas de transição vítrea (Tg) foram obtidas por Análise Térmica Diferencial (DTA), em que foi possível definir uma temperatura adequada para ser utilizada nos tratamentos térmicos das amostras sintetizadas. Como resultados desses tratamentos térmicos, a formação e crescimento dos PQs de PbS ocorreram no ambiente vítreo. As propriedades ópticas das amostras foram investigadas por Absorção Óptica (AO), Fotoluminescência (PL) e Fotoluminescência com Resolução Temporal (PLRT). Além disso, a Microscopia de Força Atômica (AFM) e Difratometria de Raios-X (DRX) foram empregadas no estudo das propriedades morfológicas e estruturais das amostras, respectivamente. As dispersões de tamanho dos PQs de PbS foram determinadas a partir dos espectros de AO. Com a utilização do Método e os dados de AO, foi também possível estimar os diâmetros médios dessas nanopartículas, que aumentaram com o aumento no tempo de tratamento térmico. As transições características dos íons Er3+ foram claramente identificadas nos espectros de AO. Em adição, foi observado que o aumento no tempo de tratamento das amostras provocou um aumento na sobreposição entre as bandas de PL dos PQs de PbS e dos íons Er3+, bem como com a absorção 4I15/2 -> 4I13/2 desses íons. Assim, as medidas de PLRT confirmaram o decréscimo no tempo de vida do nível 4I13/2 (dos íons Er3+) com o aumento dessa sobreposição das emissões de PL. Finalmente, como principal resultado deste trabalho, foi comprovado que o sistema vítreo SNABP nanoestruturado com PQs de PbS dopados com íons Er3+ mostrou-se bastante favorável ao processo de transferência de energia radiativa (dos PQs de PbS para os íons Er3+), bem como a ocorrência da emissão estimulada do nível 4I13/2. / Mestre em Física