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Previous issue date: 2016-03-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In this study, we present the production and characterization of a novel binary glass
system: (100-x)SbPO4-xGeO2 where x = 30, 40, 50, 60, 70, 80 and 90 mol %. The
dependence of GeO2 content on thermal, structural and optical properties were
investigated by thermal analysis (DSC), Raman spectroscopy, UV-Visible
absorption, infrared transmittance and M-lines techniques. Glass transition
temperatures (Tg) shows an almost constant value around 400 °C when GeO2 content
was increased. Thermal stability (ΔT = Tx-Tg) increases almost linearly with GeO2
content reaching a maximum value (300 °C). Ions Er3+ and Yb3+ were further
incorporated into system SG in different proportions. Infrared and up-conversion
emission processes were investigated. The emission spectra in the infrared region
showed that the incorporation of Yb3+ ions into the glass composition increases the
emission intensity at 1538 nm (4I13/2 4I15/2). The up-conversion processes showed
a higher intensity emission at 522 nm and 544 nm (green) and 652 nm (red) regions
and the emission mechanism has been the same as proposed in several works in
literature. Finally, the glass sample showing the highest emission intensity at 1538
nm was chosen for micromachining using femtosecond laser. The waveguides
having the lowest propagation losses were used for the optical internal gain proceeds.
The best result obtained for internal gain at 1535 nm was around 1.7 dB/cm and this
value is in agreement with other glass systems based on germanium and phosphates
glasses present in literature. / Neste estudo, foi realizado a preparação e caracterização do sistema vítreo: (100-x)
SbPO4-xGeO2 (SG), onde x varia entre 30 e 90% em mol. A dependência da
concentração de GeO2 nas propriedades térmicas, ópticas e estruturais foram
estudadas. O comportamento térmico foi investigado através da análise térmica
(DSC), enquanto as propriedades estruturais foram estudadas por espectroscopia de
espalhamento Raman. As propriedades ópticas foram avaliadas usando as
espectroscopias na região do UV-Vis, infravermelho e M-Lines. No sistema SG a
temperatura de transição vítrea (Tg) apresenta uma pequena variação e se encontra
por volta de 400 °C quando a concentração de GeO2 foi alterada. O parâmetro de
estabilidade térmica (ΔT = Tx-Tg) aumenta quase linearmente com o aumento da
quantidade de GeO2, alcançando um valor máximo de 300 °C. Para o sistema SG
foram incorporados ainda íons Er3+ e Yb3+ em diferentes proporções e as emissões
na região do infravermelho e os processos de conversão ascendente de energia (upconversion)
foram investigados. Os espectros de emissão na região do infravermelho
mostram que a incorporação de íons Yb3+ na composição química do vidro, aumenta
a intensidade de emissão em 1538 nm (4I13/2 4I15/2). Os processos de up-conversion
mostram emissões de alta intensidade na região do verde (522 e 544 nm) e vermelho
(652 nm), e os mecanismos das emissões foram estudados e propostos. Por fim, a
amostra com a maior intensidade de emissão em 1538 nm foi escolhida para a
realização da microfabricação de guias ópticos, usando lasers de femtossegundo. Os
guias de onda que apresentaram as menores perdas por propagação, foram utilizados
para as medidas de amplificação óptica.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/7965 |
| Date | 23 March 2016 |
| Creators | Montesso, Murilo |
| Contributors | Nalin, Marcelo |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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