Orientadores: Antonio Guillermo Jose Balbin Villaverde, Michael Bass

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Neste trabalho são reportados os resultados de investigações experimentais concernentes às propriedades ópticas de vidros e cristais dopados com cromo e vidros dopados com microcristais semicondutores. Em vidros dopados com cromo é investigada a influência da composição do vidro base e da...

Resumo: Neste trabalho são reportados os resultados de investigações experimentais concernentes às propriedades ópticas de vidros e cristais dopados com cromo e vidros dopados com microcristais semicondutores. Em vidros dopados com cromo é investigada a influência da composição do vidro base e da atmosfera de fusão nas propriedades espectroscópicas dos mesmos. As propriedades estudadas incluem luminescência, dinâmica de decaimento populacional, absorção linear e absorção saturada. É demonstrado que vidros aluminatos apresentam sítios capazes de incorporar o íon cr4+ , além dos demais espécimes Cr3+ e Cr6+ , enquanto que em vidros silicatos a incorporação de Cr4+ é desprezível. Nestes últimos, o cromo ocorre preferencialmente no estado de oxidação +3 e +6. É observada luminescência cobrindo a janela de comunicações ópticas e a região espectral conhecida como eye safe, luminescência esta proveniente da presença na rede vítrea de íons cromo tetravalente. Saturação da absorção é demonstrada na região de 800 a 900 nm em vidros dopados com cromo e também nos demais materiais estudados, i.é. nos cristais dopados com cr4+ e em vidros dopados com semicondutores. Um cristal de cr4+: Y2SiO5 e filtros RG 830 e RG 850 manufaturados pela Schott Glaswerke foram utilizados para o chaveamento passivo sintonizável do fator de qualidade Q de uma cavidade ressonante óptica tendo Cr:LiSAF como meio ativo. Maior eficiência na ação laser foi obtida quando a cavidade foi chaveada com os vidros dopados com semicondutores. Pulsos com energia de 95 mJ e duração de 25 ns foram obtidos rotineiramente. Investigou-se também o escurecimento induzido por radiação laser em vidros dopados com semicondutores bem como a influência deste efeito na estabilidade do laser

Abstract: In this work it is reported the results of experimental investigations on the optical properties of chromium doped glasses and crystals, and also glasses doped with semiconductor micro crystallites. In chromium doped glasses it is investigated the influence of the base glass composition...

Abstract: In this work it is reported the results of experimental investigations on the optical properties of chromium doped glasses and crystals, and also glasses doped with semiconductor micro crystallites. In chromium doped glasses it is investigated the influence of the base glass composition and the influence of the melting atmosphere on the spectroscopic properties of such materials. The properties examined in this research include luminescence, decay dynamics, linear absorption and absorption saturation. It is demonstrated that aluminate glasses are capable of incorporating the tetravalent chromium ion, in addition to the Cr3+ and Cr6+ species. On the other hand, in silicate glasses the incorporation in the glass matrix of the tetravalent chromium was not detected. Luminescence covering the communication window and the eye safe region of the spectrum around 1.5 mm was observed in glasses containing cr4+ .Absorption saturation in the 800-900 nm region was demonstrated in the chromium doped glasses and crystals and also in the semiconductor doped glasses. A cr4+: Y2SiO5 crystal and filters RG830 and RG850 manufactured by Schott Glaswerke were used as passive Q-switches for the Cr:LiSAF laser. Superior performance in the laser action was obtained when the glasses doped with semiconductor micro crystallites were used for the passive switching of the laser cavity. In this case, single pulses with as much as 95 mJ of energy and duration as short as 20 ns were routinely obtained. It was also investigated the effect of the laser induced darkening in semiconductor doped glasses on the stability of the laser