Estudo espectroscópico de vidros a base de aluminato de cálcio contendo Nd3+

Abstract

) calcium aluminate-based glasses containing Nd 3+ were prepared in order to evaluate their possibilities as laser host materials. The refractive index, UV-visible-near IR absorption spectrum, IR and visible luminescence spectra, and fluorescence decay time were measured. Judd-Ofelt model was used to obtain experimental intensity parameters ( Ω 2 , Ω 4 and Ω 6 ), emission cross-section, radiative lifetimes, emission branching ratios and quantum efficiency.Keywords: lasers; calcium-aluminate glasses; neodymium. ARTIGO INTRODUÇÃOOs vidros a base de aluminato de cálcio são estudados desde a década de 40 1 devido às suas excelentes características mecânicas e ópticas. O sistema binário CaO -Al 2 O 3 apresenta transmissão na região do infravermelho até 6µm1 . Todavia este sistema possui a tendência de devitrificar-se facilmente. Tal problema é geralmente contornado adicionando-se à composição do vidro, óxidos que aumentam sua estabilidade frente à cristalização (geralmente óxidos de metais alcalinos ou alcalino terrosos). A adição destes óxidos pode causar redução da transmissão na região do infravermelho. Essa redução é devido ao fato de que, geralmente são usados óxidos de metais leves. Na tentativa de obter-se um equilíbrio entre a transmissão e a estabilidade, são também adicionadas pequenas quantidades de SiO 2 e outros óxidos, obtendo-se assim, vidros a partir de formadores de rede não convencionais.Como na maioria dos vidros óxidos, pode-se observar no sistema aluminato de cálcio o aparecimento de uma banda de absorção muito pronunciada causada pela presença do grupo hidroxila (OH -) 2 . Esta banda ocorre entre 2,7 e 3,8µm, dependendo da composição da matriz e reduz significativamente a transmissão nesta região espectral. Ela pode ser evitada preparando-se a amostra sob vácuo. Com este procedimento Davy 2 obteve transmissão no infravermelho próxima à da safira (Al 2 O 3 ) (5µm) que, quando dopada com Cr 3+ , é usada como meio ativo de laseres (laser de rubi).Os vidros a base de aluminato podem ser utilizados no desenvolvimento de componentes ópticos que necessitam operar em ambientes hostis, como atmosferas corrosivas, altas temperaturas, etc. Eles são concorrentes diretos dos vidros fluoretos que, apesar de possuírem energia de fônons mais baixas (500cm -1 ) 3 , apresentam baixa resistência à tração e ao choque térmico, além de sofrerem corrosão pela água 4 . Como exemplo, os vidros aluminatos estudados nesse trabalho apresentam dureza de Vickers de ≅800MPa (≅250MPa para vidros fluoretos) e temperatura de transição vítrea (TG) de 750 o C 5 (≅250 o C para vidros fluoretos). Uma outra aplicação possível para os vidros aluminato é a de meio ativo na obtenção de laseres na região do infravermelho. Para isso, geralmente são inseridos nas matrizes íons terras raras 3+ (TR), como no caso deste trabalho o Nd 3+ . Este íon possui absorção na região de 800nm ( 4 I 9/2 → 4 F 5/2 ), o que possibilita a construção de um laser bombeado por laser de diodo. Um exemplo disto é a utilização em telecomunicações de laseres de Nd...

Preparação e caracterização óptica de filmes de poli(estireno sulfonados) dopados com neodímio

“…No detalhe desta figura apresenta-se um diagrama de energia para excitação e emissão do filme. A presença dos grupos O-H (Figura 2) pode suprimir a luminescência do Nd 3+ devido à absorção de fônons com energia entre 3000 a 4000 cm -1 , que é da ordem de 1/3 da energia de emissão da transição 4 F 3/2 → 4 I 11/2 (9488 cm -1 ) 12,13 . Entretanto, para o Nd-PSS este efeito não é significativo, observando-se uma emissão intensa em 1061 nm (Figura 5) se refere à transição eletrônica 4 F 3/2 → 4 I 11/2 do neodímio.…”

Síntese e caracterização de nanopartículas de óxido misto de estanho/titânio dopadas com lantanídeos para marcação biológica

“…Onde X, Y e Z são calculados pela seguinte integração sob a curva de toda a região do espectro visível: [71]. A presença dos grupos O-H devido a hidrólise no processo de precipitação, pode suprimir a luminescência do Nd 3+ devido à absorção de fônons com energia entre 3000 a 4000 cm -1 , que é da ordem de 1/3 da energia de emissão da transição 4 F 3/2 → 4 I 11/2 (9488 cm -1 ) [72,73]. Entretanto, para o SnO 2 /TiO 2 :Nd 3+ este efeito não é significativo, pois observando-se a emissão intensa em 1061 nm (FIG.…”

Vidros de germanato com nanopartículas metálicas e semicondutoras dopados com terras-raras para aplicações em fotônica.

“…Vidros dopados com Érbio têm sido utilizados para o estudo de conversão ascendente do íon de terra-rara e para aplicações em dispositivos amplificadores ópticos como as fibras dopadas com érbio (erbium doped fiber amplifier -EDFA) [9,10]. Vidros dopados com Neodímio têm sido estudados tanto como meio ativo para lasers que atuam na região ultravioleta através de conversão ascendente do íon de terra-rara, quanto meio ativo para lasers que atuam na região do infravermelho devido à emissão na região de 1300 nm característica do íon de terra-rara na forma trivalente [11,12].…”