Vidrios y vitrocerámicos dopados con tierras raras para aplicaciones de ganancia óptica y láser

• Autores: Adrian Miguel Lorente
• Directores de la Tesis: Rolindes Balda de la Cruz (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad del País Vasco - Euskal Herriko Unibertsitatea ( España ) en 2014
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Joaquin M. Fernandez Rodriguez (presid.), Jon Azkargorta Aretxabala (secret.), Maurizio Ferrari (voc.), José Gonzalo de los Reyes (voc.), Eloisa Cordoncillo Cordoncillo (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Óptica
      • Láseres
      • Propiedades ópticas de los sólidos
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• Resumen

  • Los iones de tierras raras se pueden emplear en una gran variedad de aplicaciones fotónicas debido a suvariada estructura de niveles de energía electrónicos: láseres, dispositivos de conversión de frecuencia,amplificadores de señal en la banda de 1,5 ¿m, etc.El objetivo principal de la memoria ha sido el desarrollo de nuevos materiales (vidrios y vitrocerámicos)dopados y/o codopados con tierras raras para mejorar las propiedades ópticas relacionadas con suspotenciales aplicaciones en amplificación, ganancia óptica y conversión de frecuencia en sistemascompactos. Las composiciones elegidas para llevar a cabo este estudio han sido vidrios fluoroteluritosbasados en TeO2-ZnO-ZnF2 y vidrios de calcohalogenuro basados en GeS2-Ga2S3-CsCl.Primero, se ha analizado la influencia del contenido de ZnF2 en las propiedades espectroscópicas devidrios de TeO2-ZnO-ZnF2. En base a los resultados obtenidos, se ha seleccionado la composición76.6TeO2-8.8ZnO-16.6ZnF2 para continuar el estudio. A partir de un vidrio de esta composición se haconseguido generar un vitrocerámico nanoestructurado, mediante un tratamiento térmico, donde losiones de Er3+ se incorporan en los nanocristales generados. A continuación, se han estudiado lossistemas codopados Er3+-Tm3+ y Er3+-Yb3+. Con la adición de iones Tm3+ se ha conseguido una banda deemisión continua desde 1350 hasta 1700 nm, que cubre la ventana completa de transmisión de lossistemas WDM. Al introducir Yb3+ se consigue aumentar la eficiencia de los procesos de¿upconversion¿ en un factor 40 y la eficiencia de la emisión infrarroja al excitar las muestras conradiación visible o infrarroja. Por último, se ha obtenido emisión láser sintonizable en vidrios defluorotelurito dopados con Nd3+. Paralelamente, se han estudiado las propiedades de vidrioscalcohalogenuros 65GeS2-20Ga2S3-15CsCl dopados con Er3+ y codopados con Nd3+-Yb3+. El codopajecon el ion Nd3+ permite utilizar láseres comerciales de 800 nm para excitar el sistema, eliminando lalimitación de longitud de onda de excitación del ion Yb3+ y aumentando la emisión alrededor de 1000nm. Partiendo de un vidrio de composición 65GeS2-20Ga2S3-15CsCl dopado con Er3+ se ha generado unvitrocerámico nanoestructurado, aumentando la intensidad de ¿upconversion¿ en un factor 6.