| Resumo: |
Neste
trabalho estudamos a formação de vidros aluminosilicato
de cálcio preparados em vácuo, com
concentração de SiO2 variando de 7 a 40% em massa, com o
objetivo de obter amostras estáveis e com boas propriedades
físicas para utilização como meio ativo em lasers
de estado sólido. As amostras foram preparadas utilizando a
composição da amostra LSCAS (Low silica calcium
aluminosilicate) como referência, aumentando a
concentração de SiO2 e mantendo a razão CaO/Al2O3.
De 12 amostras preparadas, cinco apresentaram
vitrificação e tiveram suas propriedades físicas
medidas. Foram analisados resultados de propriedades como
densidade, índice de refração, transmitância
óptica, espalhamento óptico, temperaturas de
transição vítrea e cristalização,
dureza, propriedades elásticas, calor específico,
difusividade térmica, condutividade térmica e coeficiente
térmico da variação do caminho óptico
(dS/dT)I. Os resultados foram discutidos em termos das
concentrações de SiO2, e do número de
oxigênios não-ligados (NBO). As amostras que apresentaram
a melhor combinação de resultados foram escolhidas para a
dopagem com Nd2O3. Este terra-rara foi escolhido por ser um dos mais
estudados e pelo fato deste apresentar um sistema laser de quatro
níveis. Duas séries, uma com material comum e outra com
material puro, com composições diferentes, foram
preparadas com Nd2O3 até 5% em massa. Até esta
concentração não foi verificada
cristalização nas amostras preparadas. Além das
propriedades físicas estudadas para as amostras base,
também foram estudas nas amostras dopadas o coeficiente de
absorção óptica, coeficiente de expansão
térmica, coeficiente térmico do índice de
refração (dn/dT), coeficiente térmico da
polarizabilidade eletrônica, efeitos de
auto-focalização (Lente Térmica), eficiência
quântica de fluorescência, espectros de luminescência
e tempo de vida. Os resultados foram analisados em função
da concentração de dopante e em função da
temperatura e mostraram que os vidros CAS estudados possuem uma
excelente combinação de propriedades mecânicas,
ópticas e termo-ópticas, com grande potencial para
aplicações como meio ativo em lasers de estado
sólido.
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