00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF
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Tipo: Dissertação
Título: Efeitos da codopagem de Yb3+ nas propriedades espectroscóspicas de vidros fosfatos dopados com Er3+ para aplicações em telecomunicações
Título(s) alternativo(s): Effects of Yb3+ coding on the spectroscopic properties of Er3+ doped phosphate glasses for telecommunications applications
Autor(es): Vieira, Janielma Karine dos Santos
Primeiro Orientador: Vermelho, Marcos Vinicius Dias
metadata.dc.contributor.referee1: Lima, Emerson de
metadata.dc.contributor.referee2: Silva, Wagner Ferreira da
Resumo: Neste trabalho investigamos as propriedades espectroscópicas do sistema vítreo PZABP dopados com Er3+/Yb3+. Todas as amostras possuem composição 60P2O5-15ZnO-5Al2O3-10BaO-10PbO em mol %, e foram dopados com 1,0 % em peso com Er2O3 e codopadas com Yb2O3 com a concentração variando entre 0,0 - 2,5 % em peso, a fim de analisar possíveis mudanças estruturais na matriz. Esses vidros foram produzidos pelo método de fusão/resfriamento. As amostras foram caracterizadas com medidas de absorbância, luminescência e tempo de vida com o objetivo de investigarmos as variações que ocorrem para diversas composições das matrizes. A janela óptica determinada por espectroscopia de absorção está entre 250 e 3000 nm. Os espectros de absorção mostraram que o Gap e a energia de Urbach diminuíram à medida que aumentamos a concentração de Yb3+. Este resultado foi atribuído ao aumento da higroscopia da amostra. A análise baseada na teoria de Judd-Ofelt foi feita a partir dos espectros de absorção das bandas individualizadas. A determinação dos parâmetros fenomenológicos, tais como, tempo de vida radiativo, eficiência quântica de luminescência e razão de ramificação, evidenciou também pouca alteração na estrutura cristalina da rede vítrea. A variação dos parâmetros de Judd-Ofelt indicou que o raio médio do íon terra rara ligante diminuiu criando uma redistribuição da densidade eletrônica quando a concentração do íon de Yb3+ aumenta. A variação de concentração mostrou para as medidas de densidade uma pequena flutuação, o que já era esperado, devido ao processo de fabricação do vidro. O índice de refração teve um resultado similar, onde o resultado obtido está de acordo com os resultados encontrados na literatura. Uma relação entre o índice de refração e a densidade mostrou que o efeito dominante se deu por meio das mudanças na polarizabilidade. Foi utilizada a espectroscopia de emissão e estudado o tempo de vida da luminescência, onde o observado, é que o mesmo não foi afetado por efeitos da supressão da luminescência por concentration quenching. Os resultados obtidos contribuem com pesquisas sobre materiais que podem ser utilizados como meios ativos para amplificação óptica em dispositivos dopados com terras raras.
Abstract: In this work we investigated the spectroscopic properties of the PZABP vitreous system doped with Er3+/Yb3+. All samples have composition 60P2O5-15 ZnO-5Al2O3-10BaO-10PbO in mol%, and were doped with 1.0% by weight with Er2O3 and coded with Yb2O3 in the concentration ranging from 0.0-2.5% by weight, in order to analyze possible structural changes in the matrix. These glasses were produced by the melting / cooling method. The samples were characterized with measures of absorbance, luminescence and life time in order to investigate the variations that occur for several matrix compositions. The optical window determined by absorption spectroscopy is between 250 and 3000 nm. Absorption spectra showed that the Gap and Urbach energy decreased as we increased the concentration of Yb3+. This result was attributed to the increased hygroscopy of the sample. The analysis based on the Judd-Ofelt theory was made from the absorption spectra of the individualized bands. The determination of the phenomenological parameters, such as radiative life time, luminescence quantum efficiency and branching ratio, also showed little change in the crystal lattice structure. The variation of the Judd-Ofelt parameters indicated that the mean radius of the rare earth ligand ion decreased by creating a redistribution of the electron density when the concentration of the Yb3 + ion increases. The concentration variation showed for the density measurements a small fluctuation, which was already expected due to the glass manufacturing process. The refractive index had a similar result, where the result obtained is in agreement with the results found in the literature. A relationship between refractive index and density showed that the dominant effect occurred through changes in polarizability. Emission spectroscopy was used and the luminescence life time was studied, where it was observed that it was not affected by concentration quenching effects of the luminescence suppression. The results obtained contribute with research on materials that can be used as active means for optical amplification in devices doped with rare earths.
Palavras-chave: Absorção da luz
Luminescência
Amplificadores ópticos
Teoria de Judd-Ofelt (Espectroscopia)
Light Absorption
Luminescence
Optical amplification
Theory of Judd-Ofelt (Spectroscopy)
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Citação: VIEIRA, Janielma Karine dos Santos. Efeitos da codopagem de Yb3+ nas propriedades espectroscóspicas de vidros fosfatos dopados com Er3+ para aplicações em telecomunicações. 2018. 107 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Instituto de Física, Programa de Pós Graduação em Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2018.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/4604
Data do documento: 5-set-2018
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