Ytterbium and erbium doped RbTi1-xMxOPO4 (M = Nb or Ta) crystals.New laser and nonlinear bifunctional materials.L'objectiu d'aquesta tesi va ser millorar la qualitat dels cristalls de RbTi1-xNbxOPO4 dopatsamb Yb3+, obtinguts mitjançant la tècnica Top Seeded Solution Growth-Slow Cooling (TSSG-SC), itambé trobar un altre codopand el qual incrementés la concentració de Yb3+ en els cristalls deRTP, però sense reduir la resposta no lineal dels cristalls de RTP pur. Aquest ió codopandhauria de presentar les mateixes característiques que el Nb5+. Un altre objectiu d'aquesta tesi vaser l'obtenció d'una manera efectiva de fluorescència del Er3+, al voltant de 1.5 μm, la qualdonarà lloc a l'obtenció de radiació làser a aquesta longitud d'ona. Per aconseguir aquest últimobjectiu, es van dopar cristalls de Nb:RTP amb la parella de ions actius Er3+/Yb3+, actuant elYb3+ per sensibilitzar el Er3+.Per aconseguir el primer objectiu proposat, millorar la qualitat i la mida dels cristalls deNb:RTP dopats amb Yb3+, es van optimitzar algunes condicions de creixement, tal com la rampade refredament aplicada durant el procés de creixement, el perfil tèrmic axial de la solució i laqualitat dels gèrmens emprats en les experiències de creixement. Amb aquestes modificacionses van obtenir cristalls de mida i qualitat suficients per tal de preparar mostres, en una de lesquals s'ha obtingut radiació làser al voltant de 1 μm. Amb les mostres obtingudes també s'hapogut determinar la longitud d'ona fonamental per l'acord de fase no crític en la qual es donariala generació de segon harmònic de tipus II en el pla xy, determinant que seria possible obtenirradiació làser autodoblada en la regió espectral del verd en aquest pla a q = 90º i j ≈ 45º.El segon objectiu, trobar un ió codopand, amb el qual es pogués obtenir aproximadamentla mateixa concentració de Yb3+ que l'obtinguda en cristalls de Nb:RTP, es va assolir utilitzant elTa5+ com a ió codopand. En cristalls volúmics de Ta:RTP es va aconseguir una concentració deYb3+ de 1.6×1020 ions/cm3 i l'eficiència de generació de segon harmònic obtinguda va ser un 80% de la del KTiOPO4 pur. Amb aquests resultats, podem pensar que en els cristalls de Ta:RTPdopats amb Yb3+ també es podria aconseguir radiació làser autodoblada en la regió espectral delverd.Pel que fa a l'augment de l'eficiència de la fluorescència del Er3+, mitjançant el codopatgede cristalls de Nb:RTP amb la parella d'ions actius Er3+/Yb3+, al voltant de 1.5 μm, s'haaconseguit, fins i tot en mostres amb poca concentració de Er3+ (<1020ions/cm3).A més, cal afegir que també s'ha realitzat un estudi comparatiu entre la conductivitatiònica del RTP pur, del RTP crescut en solució de tungstè, Nb:RTP i Nb:RTP dopat amb Yb3+.Totes les mesures s'han realitzat en plaques polides perpendiculars a la direcció cristal logàficac, i dels resultats obtinguts s'han pogut extreure algunes conclusions. Que no hi ha diferènciesentre les conductivitats iòniques de cristall de RTP purs i els crescuts en flux de tungstè, peròen mostres de Nb:RTP la conductivitat augmenta considerablement, tenint una conductivitat del'ordre de l'obtinguda pel KTP (10-7-10-5 S/cm), i que les mostres de Nb:RTP dopades amb Yb3+presenten una conductivitat iònica lleugerament superior (10-8 S/cm) a la que presenten lesmostres de RTP (10-9 S/cm).Ytterbium and erbium doped RbTi1-xMxOPO4 (M = Nb or Ta) crystals.New laser and nonlinear bifunctional materials.The aim of this thesis was not only to enhance the quality and size of Yb dopedRbTi1-xNbxOPO4 (Nb:RTP) crystals obtained by the Top Seeded Solution Growth-Slow Cooling(TSSG-SC) technique, but also to find another codopand which increases the Yb3+ concentrationin RTP without reducing drastically the nonlinear optical response of pure RTP; so a codopandwhich shows the same characteristics of niobium. Another objective of this thesis was to obtainefficient fluorescence of Er3+ at around 1.5 μm which would lead to laser action at thiswavelength, by codoping Nb:RTP with the pair Er3+/Yb3+, acting Yb3+ as a sensitizing ion of Er3+.To achieve the first objective proposed, enhance the quality and size of Yb:Nb:RTP, weoptimize some growth conditions, such as the cooling ramp applied during the crystal growthprocess, the thermal axial gradient of the solution and the quality of the crystals seeds used inthe crystal growths. With those modifications we obtain crystals with size and quality enough toprepare samples from which laser action at around 1 μm has been obtained, for the first time ina crystal of the KTP family, and to determine the fundamental wavelength for non-critical type -II SHG in the xy plane, determining that in this plane, at q = 90º and j ≈ 45º it will be possibleto obtain self-frequency doubling laser action in the green spectral range. The second objective,find a codopand with which Yb3+ concentration in RTP was in the range of the one obtained inNb:RTP, it was achieved by using tantalum. Firstly, it was determined how the RTPcrystallization region changes with the Ta5+ and Yb3+ introduction, and which was the optimalsolution composition to achieve a higher Yb3+ concentration. With this optimal solutioncomposition bulk crystal of Yb doped RbTi1-xTaxOPO4, grown by TSSG-SC technique, with a Yb3+concentration of 1.6×1020 ions/cm3 were obtained and the SHG efficiency of powdered sampleswas an 80 % of that of pure KTP. So, as the Yb3+ concentration obtained in Ta:RTP is of thesame order of the one obtained in Nb:RTP, the SHG efficiency is not drastically decreased, andthe refractive indexes measured at 632.8 nm do not differ significantly from the ones ofYb:RbTi1-xNbxOPO4, we can assume that in Yb:RbTi1-xNbxOPO4 crystals could also be possible toobtain self-frequency laser action in the green spectral range. About the enhancement of the IRfluorescence of Er3+ by codoping Nb:RTP with Yb3+, bulk crystals of codoped Er3+/Yb3+ Nb:RTPwere grown from solutions containing always the same Yb2O3 mol % and by modifying the Er2O3mol % added in the initial solution. The spectroscopic characterization of these crystals showsthe Er3+ fluorescence at around 1.5 μm by pumping between 900 nm and 980 nm, even in thecrystals containing low Er3+ concentration (<1020ions/cm3).Moreover to these results, a comparative study between the ionic conductivity of pureRTP grown in its self flux, RTP grown in tungsten flux, Nb:RTP and Yb:Nb:RTP had beenperformed, in polished plates perpendiculars to c crystallographic direction, to see how itevolves in the mentioned crystals. The results obtained showed that there are no differencesbetween the ionic conductivity in RTP samples, grown in its self flux or in tungsten flux, but inNb:RTP the ionic conductivity increases considerably. Nb:RTP shows an ionic conductivity of theorder of the KTP one (10-7-10-5 S/cm), but in Yb:Nb:RTP the conductivity is only a little bithigher (10-8 S/cm) of the RTP one (10-9 S/cm).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_URV/oai:www.tdx.cat:10803/9087 |
| Date | 23 July 2007 |
| Creators | Peña Revellez, Alexandra |
| Contributors | Díaz, Francesc (Díaz González), Aguiló Díaz, Magdalena, Universitat Rovira i Virgili. Departament de Química Física i Inorgànica |
| Publisher | Universitat Rovira i Virgili |
| Source Sets | Universitat Rovira i Virgili |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs., info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0027 seconds