Vidrios de teluritos en lámina delgada para aplicaciones fotónicaspropiedades estructurales y ópticas

Abstract

La presente tesis tiene como objetivo el estudio y síntesis, mediante la técnica de Depósito por Láser Pulsado (PLD), de vidrios de teluritos (TeO2-based glasses) en lámina delgada con propiedades ópticas optimizadas para su posible aplicación en dispositivos fotónicos. El trabajo que se presenta en la tesis es de carácter experimental y comprende la optimización del proceso de síntesis, el estudio de la estructura de la red vítrea y la caracterización de las propiedades ópticas lineales y no lineales tanto de vidrios de teluritos masivos como en lámina delgada. Dado que la respuesta óptica en los vidrios está fuertemente relacionada con su composición y estructura, se estudia la influencia de estos dos parámetros en dicha respuesta, para poder así optimizar las propiedades ópticas no lineales de los vidrios de teluritos en lámina delgada. El primer paso de este trabajo ha sido la síntesis de vidrios de teluritos masivos y su caracterización mediante espectroscopía Raman para determi nar las unidades estructurales fundamentales y el papel de los diferentes óxidos en la estructura del vidrio. Este estudio constituye la base para la descripción de las propiedades estructurales de láminas de vidrios de teluritos depositadas mediante PLD y su relación con la respuesta óptica lineal y no lineal. Se han seleccionado diferentes sistemas vítreos basados en el TeO2 que incluyen en su composición óxidos de metales de transición (TiO2, Nb2O5, Ta2O5, WO3, o La2O3) y de metales pesados (Bi2O3 o PbO). Los parámetros experimentales del PLD determinan la composición y las propiedades ópticas de las láminas depositadas. Por tanto, se desarrolla inicialmente un estudio sistemático de la relación entre los parámetros de depósito (densida d de energía del laser, E, y presión de oxígeno, PO2) y la composición, estructura y propiedades ópticas de vidrios en lámina delgada. Los resultados obtenidos se analizan en términos de la dinámica de expansión del plasma y de los procesos de depósito de material en lámina delgada mediante PLD, permitiendo así determinar las condiciones óptimas de depósito (E = 1.5 J cm^-2 y PO2 = 8 Pa) . A continuación se depositan láminas en una amplia gama de composiciones utilizando las condiciones óptimas determinadas anteriormente. Las propiedades ópticas lineales y no lineales de los vidrios masivos y de las láminas óptimas son caracterizadas mediante su índice de refracción, transmisión y susceptibilidad óptica de tercer orden (X^(3)). Los vidrios...