Espectroscopía de iones luminiscentes en materiales vitrocerámicos para aplicaciones láseres

Résumé

Se ha realizado un estudio de las propiedades ópticas de iones luminiscentes de tierras raras en vidrios y vitrocerámicos de oxifluoruros transparentes. Se han elaborado vidrios de oxifluoruros dopados con diferentes concentraciones de iones ópticamente activos: Er3+, Eu3+, Tm3+, Yb3+ y Nd3+. Tras un tratamiento térmico próximo a la temperatura de cristalización, determinada por análisis térmico diferencial, se han obtenido vitrocerámicos transparentes a partir de los vidrios precursores, en los cuales, nanocristales de fluoruros quedan inmersos en una matriz vítrea de óxidos. Se ha realizado una caracterización espectroscópica de vidrios y vitrocerámicos de oxifluoruro dopados con iones Er3+ en el marco teórico de Judd-Ofelt. Se observan cambios importantes debidos al proceso de desvitrificación, indicando que los iones de tierras raras han entrado en la fase cristalina precipitada tras el tratamiento térmico. Se han obtenido emisiones visibles de "upconversión" (conversión de energía infrarroja a visible) bajo excitación infrarroja en 975 nm. Se ha llevado a cabo una caracterización, desde el punto de vista estructural y de la distribución de entornos, de los iones en estos vidrios y vitrocerámicos de oxifluoruro transparentes dopados con Eu3+, conocidas las propiedades de dicho ion como sonda de la estructura local. Se presentan resultados para varios niveles de concentración de dopante (0.1, 1 y 2.5 mol% de iones Eu3+). Se ha obtenido una estructura "patrón", para los entornos del ion Eu3+ en el vitrocerámico de oxifluoruro dopado con 2.5 mol% de Eu3+, dada por la fase cristalina EuF3, que actúa como agente nucleante heterogéneo para la posterior precipitación de nanocristales de beta-PbF2. Sin embargo, en los vitrocerámicos dopados con 0.1 mol% de Eu3+, las medidas espectroscópicas indican que los iones Eu3+ quedan diluidos sin producirse fenómenos de "clustering", en la fase cristalina de fluoruro