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Type: TESE
Title: Fabricação caracterização dos sistemas vítreos TeO2-ZnO-Na2O e TeO2-Nb2O5-Bi2O3 para dispositivos ópticos nas janelas de 1.3 [micrômetro] e 1.5 [micrômetro]
Author: Silva, Ana Paula Bispo da
Advisor: Barbosa, Luiz Carlos, 1945-
Abstract: Resumo: Nesta dissertação apresentamos a síntese dos sistemas vítreos TeO2-ZnO-Na2O e TeO2-Nb2O5-Bi2O3 , visando obter dispositivos ópticos nas janelas de 1.3 e 1.5 mm.As amostras foram dopadas com Érbio, Praseodímio e Itérbio, que emitem nos comprimentos de onda de interesse. Os sistemas foram caracterizados estruturalmente utilizando-se técnicas de difração de raios-x' densimetria e Espectroscopía Raman. A caracterização óptica das amostras foi feita por índice de refração linear, fotoluminescência, tempo de vida de decaimento e Espectroscopía UV-Vis-IV. As propriedades térmicas foram caracterizadas por dilatometria, análise térmica diferencial e viscosidade. Estes sistemas apresentaram alta estabilidade térmica, com a diferença entre as temperaturas de transição vítrea e cristalização em tomo de 100 oC. Na viscosidade de puxamento de fibra, em 105.5 e 106 poise, os sistemas não apresentaram picos de cristalização, o que nos permitiu fazer o puxamento das fibras dopadas com terras raras com sucesso. O alto valor de índice de refração apresentado, 2.2, indica um material óptico não linear importante para aplicações em dispositivos ópticos de chaveamento. Os espectros de fotoluminescência mostraram uma largura de banda de 100 nm, muito mais larga que as de sílica dopada com Er, que têm 30 nm. A alta solubilidade das terras raras nos sistemas vítreos permitiu-nos dopá-los com até 70000 ppm, duas ordens maior do que a suportada pelas fibras comerciais existentes, que têm sua luminescência prejudicada pelo efeito de relaxação cruzada. O tempo de vida de decaimento ficou entre 2 e 4 ms, mostrando que nos sistemas estudados o efeito de relaxação cruzada é bem menor que na sílica. Os resultados mostraram a possibilidade de se fabricar amplificadores ópticos integrados de pequenas dimensões com altas concentrações de terras raras e 3 vezes mais canais que os amplificadores existentes

Abstract: In this thesis we presented the synthesis of the vitreous systems, TeO2-ZnO-Na20 and TeO2-Nb2O5-Bi2O3 , in our search for materials to be used in optical devices in the communication windows of 1.3 and 1.5 mm. The samples were doped with Erbium, Praseodymium and Ytterbiurn, which show light emission in the wanted wavelength windows. These systems were structurally and physically characterized by X-ray diffraction techniques, Raman and density measurements. The optical characterizations of the bulk samples were made by linear refraction index, photoluminescence and photoluminescence decay lifetime measurements and UV-VIS-IR absorption Spectroscopy. The thermal properties were characterized by dilatometry and viscosity measurements. These systems presented a high thermal stability, with a 100° C temperature difference between the crystallization and the softening point temperatures. The viscosity was in the range 105.5 to 106 poise between these temperatures indicating the possibility to draw optical fibers, therefore we developed a capillar suction method to make the nucleous of a core-cladding optical fibers, which allowed us to successfully draw rare earth doped optical fibers. The very high linear refraction index, 2.2, indicates a highly non linear optical material, important for ultrafast optical devices applications. The photoluminescence spectra show light emission in a 100 nm wavelength bandwidth, much larger than the 30 nm usually obtained with Er doped silica fibers. Because of the high rare earth solubility in these systems we have been able to dope our glass up to 70,000 ppm, two orders of magnitude above the usual commercial doped fibers doping levels, which are limited by the luminescence quenching due to cross relaxation effects. The photoluminescence decay lifetime in the range of 2 to 4 ms show that the cross-relaxation effects in these rare earth glass hosts is much smaller than in silica. These results show the possibility to manufacture small, integrated optical amplifiers with very high rare earth concentration with 3 times more wavelength channels than the commercially used amplifiers
Subject: Fibras óticas
Materiais óticos
Telurio
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 1998
Appears in Collections:IFGW - Dissertação e Tese

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