Produção e caracterização de compósitos metal-dielétrico, a partir de sistemas GeO2 - Bi2O3 dopados com Tm3+ e Er3+ e nanopartículas metálicas, para produção de amplificadores de banda larga para operação na região do infravermelho próximo.

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Martins, Maylon Miranda
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Amplificadores; Amplifiers; Banda larga; Broad band; Compósitos metal-dielétrico; Metal-dielectric composites; Metallic nanoparticles; Nanopartículas metálicas
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-05072023-105151/

Materiais à base de óxidos de metais pesados são de relevância para diversas aplicações devido aos seus altos índices de refração, baixa energia de fônon (500 até 700 cm-1), e ampla janela de transmissão desde a região do visível até a do infravermelho médio (400-7000 nm). Neste trabalho foram produzidos com a técnica melt quenching vidros GeO2 - Bi2O3 dopados com íons de Tm3+ e Er3+ e codopados com ambos, com e sem nanopartículas metálicas, de forma a determinar os seus potenciais para operarem como amplificadores em 1470 nm e 1530 nm; nestes casos a banda larga proveniente da superposição das emissões associadas aos íons de Tm3+ e Er3+ abrange a região das bandas de telecomunicação E+S+C (1300 - 1600 nm). Os mecanismos de transferência de energia entre íons de terras-raras são estudados e são mostrados resultados de absorção, luminescência, tempo de vida e ganho relativo nas amostras somente dopadas com Tm3+ e Er3+ e codopadas com Tm3+ e Er3+. Os efeitos das nanopartículas metálicas são também investigados. Ressalta-se a amostra com 0,2% de Er2O3 e 0,2% de Tm2O3 com 0,5/0,05 % de AgNO3 para tratamento de 2 h, com aumento de luminescência significativo na região do visível e emissão de intensa luz verde; na região do infravermelho só houve diminuição da luminescência. Ganho relativo foi determinado no material vítreo, com ausência de guias de onda, seguindo procedimento estabelecido pelo grupo anteriormente. O ganho relativo foi medido em 1470 nm e 1530 nm nas amostras codopadas com 0,2% de Er2O3 e 0,2% de Tm2O3 e 0,2% de Er2O3 e 1,0 % de Tm2O3. Em 1530 nm os ganhos obtidos encontram-se bem próximos sendo de 2,35 dB/cm para amostra com 0,2% de Er2O3 e 1,0 % de Tm2O3 e de 2,46 dB/cm para a amostra com 0,2% de Er2O3 e 0,2 % de Tm2O3. Em 1470 nm os ganhos foram de 3,9 dB/cm e 1,98 dB/cm para as amostras com 0,2% de Er2O3 e 0,2% de Tm2O3 e 0,2% de Er2O3 e 1,0 % de Tm2O3, respectivamente. A amostra dopada somente com 0,2% de Er2O3 apresentou ganho de 5,2 dB/cm, em 1530 nm, superior às codopadas. Os tempos de vida dos íons de Bi+ comprovaram a transferência de energia para íons de Er3+ e Tm3+. Os tempos de vida medidos em 1530 nm e 1470 nm identificaram transferência de energia entre os íons de Er3+ e de Tm3+. Os resultados apresentados indicam que as amostras codopadas são promissoras para aplicações em amplificadores de banda larga na região do infravermelho próximo, no que se refere as bandas de telecomunicação E+S+C.