Resumo: Neste trabalho foram preparados vidros aluminosilicato de cálcio (CAS) com 34% em massa de SiO2 dopados com diferentes concentrações de Tm2O3. As amostras foram preparadas a vácuo, com a finalidade de se eliminar a existência de moléculas OH-, o quefoi realizado em um forno especialmente construído para operar em altas temperaturas, até aproximadamente 1600°C. Os vidros CAS foram caracterizados comparando-se suas propriedades com as dos vidros aluminosilicato de cálcio com baixa concentração de sílica (LSCAS), dopados com diferentes concentrações de Tm2O3. O objetivo principal foi investigar a influência da concentração de SiO2 nas propriedades ópticas e térmicas dos vidros CAS e LSCAS dopados com íons Tm3+. As medidas foram realizadas utilizando diversos métodos como luminescência e tempo de vida com excitação em 350nm e 465nm . Também foram realizadas medidas com a espectroscopia de Lente Térmica utilizando excitação em 465nm , para determinar a taxa de geração de calor nos dois vidros, CAS e LSCAS. Os resultados mostram que o aumento de sílica faz com que os íons Tm3+ no vidro apresentem menor mecanismo de relaxação cruzada entre os níveis 3H4 3F4: 3H6 3F4 se comparado ao vidro LSCAS. Esta observação foi confirmada a partir do aumento da emissão em ~ 800nm e da redução daquela em ~1,8 μm no vidro CAS em relação ao medido para o LSCAS. Em conclusão, os resultados deste trabalho mostraram que o Vidro LSCAS é mais adequado para se obter alta taxa de emissão em ~1,8μm.
Abstract: In this work we prepared calcium aluminosilicate glasses with 34wt% of SiO2 (CAS) doped with different Tm2O3concentrations. The samples were prepared under vacuum condition in order to eliminate the existence of OH- molecules. This was performed in a specially constructed furnace to operate at high temperatures, about 1600°C. The CAS glasses were characterized in conjunction with low silica calcium aluminosilicate (LSCAS) glass doped with different Tm3+ ions concentrations.The aim was to investigate the influence of the SiO2 concentration on the optical and thermal properties of the CAS and LSCAS glasses doped with ions Tm3+. The characterization was realized using various methods, such as luminescence and lifetime measurements with excitation at 350nm and 465nm . Thermal Lens Spectroscopy was also performed with excitation at 465nm , to determine the fraction of energy converted into heat in both CAS and LSCAS glasses. The results showed that the increase of silica content results in lower cross relaxation processes between the 3H4 3F4: 3H6 3F4 Tm3+ levels as compared to those of the LSCAS glasses. This observation was confirmed through the increase in the ~800nm emission and reduction in that at ~1.8μm for the CAS in relation to LSCAS glasses. In conclusion, the results of this work showed that LSCAS is a better formulation when high emission at ~1.8μm is intended. |
