Espectroscopia laser del ion pr3+ en matrices cristalinas y vítreas

Abstract

En las ultimas decadas la caracterizacion y desarrollo de nuevos laseres en estado solido y fibras autoamplificadoras ha despertado un gran interes en el area de las telecomunicaciones y optoelectronica. En este campo, los iones tierras raras juegan un papel principal debido a la gran variedad de canales de desexcitacion que presentan, y dentro de ellos es de gran interes el ion praseodimio. En esta tesis se presenta el estudio de las propiedades espectroscopicas del ion Pr3+ en tres matrices muy diferentes en cuanto a su estructura pero que presentan unas caracteristicas opticas que las hacen muy prometedoras como posibles materiales laser. Dichos materiales son los cristales LiKYF5 (caracterizados por primera vez en este trabajo), los vidrios 60NaPO3-15BaF2-(25-x)GdF3-xPrF3 y los cristales desordenados K5Bi1-xPrx(MoO4)4. Se ha construido el esquema de niveles del ion Pr3+ en cada material realizando una caracterizacion electroscopica basica. Una vez determinado el esquema de niveles energeticos, se han estudiado las transiciones opticas entre dichos niveles, las probabilidades de transicion radiativa y no radiativa y los canales de desexcitacion, los tiempos de vida, la extincion de la luminiscencia con la concentracion y/o temperatura, y los procesos de difusion. En particular se ha estudiado la fluorescencia de los niveles 3Po y 1D2 en funcion de la concentracion y la temperatura. Se han realizado espectros de fluorescencia resuelta en tiempo, analizando las curvas de decaimiento y obteniendo información sobre los posibles mecanismos responsables de la desexcitacion radiativa y no radiativa. Para obtener información adicional sobre el proceso de interacción ion-ion se estudia la posibilidad de conversion de energia del visible al visible y los mecanismos responsables de estos procesos. Por ultimo se presenta un estudio comparativo de las propiedades opticas del ion Pr3+ en las distintas matrices estudiadas.