CARACTERIZAÇÃO ESPECTROSCÓPICA E TERMO-ÓPTICA DE VIDROS TELURETO E ALUMINATO DE CÁLCIO DOPADOS COM PRASEODÍMIO

Neste trabalho foram produzidas amostras de duas composições de sistemas ternários vítreos teluretos (TLT e TLW) dopadas com íon Pr³⁺ em diferentes proporções. Também foram estudadas amostras de vidro aluminato de cálcio com baixa concentração de sílica (LSCAS) preparadas em vácuo e dopadas com o mesmo íon. As propriedades espectroscópicas de tais amostras foram investigadas através das medidas de absorção óptica na região UV-Vis-NIR e luminescência Vis-NIR sob excitação em 476,5 nm, 990 e 1064 nm. A caracterização das propriedades termo-ópticas foi realizada por meio da espectrometria de Lente Térmica de feixe duplo no modo descasado com excitação em 476,5 e 1064 nm. Os espectros de absorção dos três sistemas estudados apresentaram picos de absorção referente às transições eletrônicas entre níveis 4f-4f características do praseodímio trivalente. Já as amostras dos sistemas TLT e TLW apresentaram bandas de luminescência bastante estreitas (principalmente no vermelho) quando comparadas às amostras LSCAS, que apresentaram bandas de luminescência largas no azul, amarelo e vermelho, ambos sistemas sob excitação em 476,5 nm com um laser de Ar⁺. Neste caso, todas as amostras apresentaram quenching da luminescência com a concentração de dopante inserida na matriz. Este efeito se deve aos mecanismos de relaxação cruzada bastante presente no Pr³⁺. Também foi verificada luminescência em torno de 1,3 μm para os vidros teluretos quando excitados por um laser Nd³⁺:YAG ou diodo. Dos espectros de luminescência com excitação no infravermelho próximo, também foi possível observar a ocorrência de uma transição na rede vítrea dos vidros à base de TLW dopados, devido ao aumento localizado de temperatura da amostra com a incidência de alta potência do feixe de excitação. Esta transição foi verificada através do alargamento da banda de emissão em 1,3 μm referente à transição eletrônica ¹G₄→³H₅, quando comparado ao espectro de luminescência das amostras TLT na mesma região espectral. As medidas de lente térmica revelaram que as propriedades difusividade e condutividade térmica de tais amostras mantiveram-se constantes com a concentração de dopante, assim como o desvio do caminho óptico em função da temperatura (ds/dT), Os vidros teluretos dopados com Pr³⁺ apresentaram eficiência quântica de fluorescência menor que 10%, independente do nível emissor e da concentração, o que concorda com o encontrado na literatura para o íon Pr³⁺ presente em outros sistemas teluretos. Os vidros aluminatos dopados com Pr³⁺ apresentaram um pequeno decréscimo na fração de energia absorvida e convertida em calor em função da concentração, indicando que maiores concentrações podem apresentar melhores propriedades luminescentes.

Palavras-chaves:  Teluretos. Aluminato de Cálcio. Praseodímino. Propriedades Espectroscópicas e Termo-ópticas.