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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Fsica (Acadmico)

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Ttulo [PT]: Desenvolvimento e caracterizao de vidros aluminosilicato de clcio dopados com Nd+
Autor(es): Alysson Steimacher
Palavras-chave [PT]:

Vidros pticos. Diagrama de fase. Espectroscopia ptica. Propriedade ptica. luminescncia. Dopagem com terra rara.
rea de concentrao: Fsica da Matria Condensada
Titulao: Doutor em Fsica
Banca:
Antonio Medina Neto [Orientador] - UEM
Antonio Carlos Bento - UEM
Flvio Cesar Guimares Gandra - UNICAMP
Jos Roberto Martinelli - UEM
Mauro Luciano Baesso - UEM
Resumo:
Resumo: Neste trabalho estudamos a formao de vidros aluminosilicato de clcio preparados em vcuo, com concentrao de SiO2 variando de 7 a 40% em massa, com o objetivo de obter amostras estveis e com boas propriedades fsicas para utilizao como meio ativo em lasers de estado slido. As amostras foram preparadas utilizando a composio da amostra LSCAS (Low silica calcium aluminosilicate) como referncia, aumentando a concentrao de SiO2 e mantendo a razo CaO/Al2O3. De 12 amostras preparadas, cinco apresentaram vitrificao e tiveram suas propriedades fsicas medidas. Foram analisados resultados de propriedades como densidade, ndice de refrao, transmitncia ptica, espalhamento ptico, temperaturas de transio vtrea e cristalizao, dureza, propriedades elsticas, calor especfico, difusividade trmica, condutividade trmica e coeficiente trmico da variao do caminho ptico (dS/dT)I. Os resultados foram discutidos em termos das concentraes de SiO2, e do nmero de oxignios no-ligados (NBO). As amostras que apresentaram a melhor combinao de resultados foram escolhidas para a dopagem com Nd2O3. Este terra-rara foi escolhido por ser um dos mais estudados e pelo fato deste apresentar um sistema laser de quatro nveis. Duas sries, uma com material comum e outra com material puro, com composies diferentes, foram preparadas com Nd2O3 at 5% em massa. At esta concentrao no foi verificada cristalizao nas amostras preparadas. Alm das propriedades fsicas estudadas para as amostras base, tambm foram estudas nas amostras dopadas o coeficiente de absoro ptica, coeficiente de expanso trmica, coeficiente trmico do ndice de refrao (dn/dT), coeficiente trmico da polarizabilidade eletrnica, efeitos de auto-focalizao (Lente Trmica), eficincia quntica de fluorescncia, espectros de luminescncia e tempo de vida. Os resultados foram analisados em funo da concentrao de dopante e em funo da temperatura e mostraram que os vidros CAS estudados possuem uma excelente combinao de propriedades mecnicas, pticas e termo-pticas, com grande potencial para aplicaes como meio ativo em lasers de estado slido.

Abstract: In this work several different compositions of CaO:Al2O3:SiO2 were prepared under vacuum to study the glass forming ability of this system as a function of the SiO2 content. The samples were prepared with SiO2 concentrations between 7 to 40wt%, in order to obtain stable glasses which presented a good combination of physical properties, for use as active medium in solid state lasers. The LSCAS composition was used as reference to prepare the samples. The concentration of SiO2 was increased until 40wt%, keeping the CaO/Al2O3 ratio constant. Among 12 prepared samples, five presented total vitrification and were therefore the ones analyzed in this work. The obtained glasses are colorless, highly transparent, without visible crystallites. The influence of the silica content and of non-bridging oxygen (NBO) was discussed in terms of properties such as density, refraction index, optical transmittance, optical scattering, glass transition temperature, glass crystallization temperature, hardness, elastic moduli, specific heat, thermal diffusivity, thermal conductivity and temperature coefficient of the optical path length (dS/dT)I. The samples which presented the best combination of results were chosen for doping with Nd+. The Nd+ ion has been one of the most studied rare earth element and also one the most efficient candidates for photonic devices. In order to study how the Nd2O3 doping affects the properties of CAS glass, two series of CAS glass, doped with Nd2O3 up to 5wt%, were prepared under vacuum. Besides the physical properties studied for undoped samples, the coefficient of optical absorption, thermal expansion coefficient, temperature coefficient of refraction index (dn/dT), thermal coefficient of electronic polarizability, self-focusing effects (Thermal Lens), fluorescence quantum efficiency, photoluminescence and fluorescence lifetime were studied. The influence of the temperature and Nd2O3 content were discussed for the results. Overall, this work has determined physical parameters which support the idea that the obtained CAS glasses are strong materials having a useful working range temperature, a good combination of thermal, mechanical and optical properties that could be exploited in many optical applications, in particular, for the use as laser host materials.
Data da defesa: 12/03/2008
Cdigo: vtls000169249
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2008
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Antonio Medina Neto
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Departamento de Fsica, Universidade Estadual de Londrina. Departamento de Fsica
Nvel: Tese (doutorado em Fsica)/
UEM: Programa de Ps-Graduao em Fsica
UEL: Programa de Ps-Graduao em Fsica

Responsavel: inez
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: alysson_steimacher_2008_noPW.pdf
Tamanho: 3444 Kb (3526793 bytes)
Criado: 23-07-2010 08:13
Atualizado: 23-07-2010 08:34
Visitas: 1015
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