Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-07-03T12:17:09Z No. of bitstreams: 1 lyanemarisemoreirarochacosta.pdf: 51851328 bytes, checksum: 854badfa61c4e99a9ec4048be7579bd9 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-08T12:56:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lyanemarisemoreirarochacosta.pdf: 51851328 bytes, checksum: 854badfa61c4e99a9ec4048be7579bd9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-08T12:56:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lyanemarisemoreirarochacosta.pdf: 51851328 bytes, checksum: 854badfa61c4e99a9ec4048be7579bd9 (MD5) Previous issue date: 2016-04-01 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Materiais laser dopados com Nd são muito atraentes e extensivamente estudados para uma ampla variedade de aplicações por causa de seu fácil modo de operação em 4 níveis laser e geralmente altas seções de choque de emissão. A busca de novas matrizes laser de estado sólido dopadas com Nd tendo propriedades térmicas, mecânicas e ópticas especificas ainda é muito atrativa. A fim de minimizar relaxações não radiativas multifônon e otimizar a eficiência quântica da emissão 4F3/2→ 4I11/2 do Nd, é apropriado trabalhar com matrizes dopadas com Nd de baixas frequências máximas de fônon e baixos teores de impurezas OH. O vidro de Te02-ZnO, combina boa estabilidade mecânica, durabilidade química, altos índices de refração lineares e não lineares, juntos a baixas energias baixas fônon (~750cm-1), uma janela de transmissão ampla (0,4-6µm) e uma alta solubilidade de terras raras. Os grandes índices de refração lineares (1.8<n<2.3) dos vidros telurito implicam grande seções de choque de emissão estimulada. Suas altas propriedades ópticas não-lineares podem ser usadas vantajosamente para o desenvolvimento de lasers pulsados subpicosegundo modo travados por lente Kerr. As características do vidro misto de telurito e oxido de zinco (Te02-ZnO) motivaram a pesquisa apresentada neste trabalho, em que foram estudadas as características ópticas não lineares, espectroscópicas e de emissão estimulada para vidros Te02-ZnO dopados com Nd somente e codopado com nanopartículas de prata. Os parâmetros obtidos pelos espectros de absorção foram analisados de acordo com a teoria de Judd-Offelt. Também foram realizados experimentos de fotoluminescência e fotoluminescência resolvida no tempo. De onde foram obtidas as bandas de emissão das amostras e o tempo de vida da transição 4F3/2→4I11/2. Os altos parâmetros não lineares foram mensurados através da varredura em Z. Por fim, as amostras foram submetidas a testes em cavidade ressonante com eficiência de emissão em regime contínuo de até 21%. Os resultados obtidos foram encorajadores. Fato que mostra que o Te02- ZnO:Nd merece maiores investigações e mesmo melhorias como cobertura antirreflexiva. / Nd-doped laser Materials are very attractive and extensively studied for a wide variety of applications because of its easy operation in 4 level mode and generally high gain cross sections. The search of new solid-state laser hosts doped with Nd having specific thermal, optical and mechanical properties is still very attractive. In order to minimize nonradiative multiphonon relaxations and optimizing quantum efficiency of the Nd transition 4F3/2→4I11/2, is suitable to work with hosts with low maximum phonon frequencies and low levels of OH impurities. The Te02-ZnO glass, combines good mechanical stability, chemical durability, high linear and nonlinear refraction, together with low phonon energies (~750cm- 1), a wide transmission window (0.4-6µm) and a high solubility of rare earth ions. The large linear refractive indices (1.8 < n < 2.3) of tellurite glasses involve large cross sections of stimulated emission. Their high nonlinear optical properties can be used advantageously for the development of subpicosecond mode-locked pulsed lasers through Kerr lens effect. The characteristics of the mixed tellurite glass and zinc oxide (Te02-ZnO) motivated the research presented in this work, in which the nonlinear optical and spectroscopic characteristics, the stimulated emission properties for Te02-ZnO glasses doped with Nd only and codoped with silver nanoparticles were studied. The absorption spectra results were analyzed according to the Judd-Offelt framework. Photoluminescence and lifetime experiments were also carried out. From these, the emission bands were identified and the lifetime of the transition 4F3/2→ 4l11/2 for each sample. The high nonlinear parameters were measured with the aid of z-scan experiments. Finally, the samples were subjected to resonant cavity tests with CW laser action efficiency up to 21%. The results were encouraging. This shows that the TeO2-ZnO:Nd deserve further investigation and even improvements like anti reflective cover.

Para a espectroscopia de alta resolução e metrologia óptica em geral, é desejável um laser com linha espectral estável e de alta potência de saída para bombear diferentes tipos de ressonadores, como osciladores paramétricos óticos (OPO Optical Parametric Oscillator). Os lasers de frequência única disponíveis estão no alcance de potência de saída de 10 Watts, enquanto que, dependendo da aplicação e do tipo de OPO, é desejável uma maior potência (> 20 W). Neste trabalho foi desenvolvido um laser de frequência única e alta potência com base em módulos de bombeio por diodos e tendo como meio ativo o granada de alumínio de ítrio dopado com neodímio (Nd:YAG). Dois bastões de Nd:YAG bombeados transversalmente por diodo, foram utilizadas em uma configuração de ressonador em anel com saída polarizada de onda continua (CW continuous-wave), qualidade de feixe modo transversal eletromagnético (TEM00) e potência de saída de 105,2 W. A potência de saída alcançada é, a nosso entender, a mais alta para lasers em anel no modo fundamental transversal polarizado contínuo usando módulos Nd:YAG comuns com bombeamento lateral. O ressonador permitiu a sintonização de potência em uma grande faixa dinâmica e obteve excelente qualidade de feixe, usando uma placa de meia onda entre os dois bastões para compensação de birrefringência. A operação de frequência única foi alcançada usando cristal de granada de térbio-gálio (TGG-Terbium Gallium Garnet), dois imãs e um etalon, com uma potência de saída de 51,60 W e uma largura a meia altura da curva (FWHM) espectral de aproximadamente 17 MHz. / For high resolution spectroscopy, a high power, stable line output laser is desirable for pumping different types of optical parametric oscillator resonators (OPO). Single-frequency lasers are in the range of 10 watts of output power, while, depending on the application and the OPO type, higher power (> 20 W) is desirable. In this work a single frequency high power laser based on diode pumping modules with Nd:YAG as the active medium was developed. Two Nd:YAG bars transversally pumped by diodes were used in a configuration of a CW polarized ring resonator with beam quality TEM00 and output power of 105,2 W. The output power achieved is, to our knowledge, the highest for continuous polarized fundamental mode ring lasers using standard Nd:YAG modules with side pumping. The resonator allowed the tuning power in a large dynamic range and obtained excellent beam quality using a half-wave plate between the two rods for birefringence compensation. The single frequency operation was achieved using a TGG (Terbium Gallium Garnet) crystal, two magnets and an etalon, with an output power of 51.60 W and a 17 MHz full width at half maximum (FWHM) spectral width.