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Título da Tese:

REFRIGERAÇÃO ÓPTICA DE SÓLIDOS: AVALIAÇÃO QUANTITATIVA COM A ESPECTROMETIRA DE LENTE TÉRMICA
Nome do Aluno: JUNIOR REIS SILVA
Banca Examinadora: Mauro Luciano Baesso (orientador)
Nelson Guilherme Castelli Astrth(DFI/UEM)
Antônio Medina Neto (DFI/UEM)
Luís Humberto da Cunha Andrade (UEMS)
Sandro Márcio Lima (UEMS)
Tomaz Catunda (USP)
Data da Defesa: 13/11/2012
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Resumo: Neste trabalho a espectrometria de Lente Térmica foi utilizada para o estudo do efeito de refrigeração óptica em materiais vítreos. Os experimentos foram realizados em amostras de vidros ZBLAN e aluminosilicato de cálcio, ambos dopados com Yb3+. Devido à observação do efeito de lente de população durante as medidas, foi realizada uma mudança no modelo teórico da técnica de lente térmica para contemplar tanto o efeito de lente térmica como o de lente de população. O novo modelo permitiu uma descrição quantitativa dos dados experimentais e possibilitou a determinação de parâmetros não-lineares e termo-ópticos das amostras investigadas. O método permitiu quantificar os parâmetros potência de aquecimento e eficiência de resfriamento, fornecendo o valor de 0,4mW para um bombeio de 200mW, e ~2%, respectivamente. Foi possível determinar, para o vidro ZBLAN, a variação de temperatura induzida na amostra durante o processo de refrigeração óptico, sendo obtido o valor de (0,26 ± 0,06) K, em bom acordo com o da literatura, de 0,3 K. A inclusão do efeito de lente de população no modelo de lente térmica permitiu a determinação de parâmetros não-lineares como a diferença de polarizabilidade eletrônica e o índice de refração não-linear. Os valores calculados para os vidros ZBLAN:Yb3+ foram P = (0,6 ± 0,1)x10-26 cm3 e n2 = (1,0 ± 0,3)x10-9 cm2/W e para o vidro LSCAS:Yb3+, P = (1,3 ± 0,2) x10-26 cm3 e n2 = (4 ± 1) x10-9 cm2/W. Estes valores são da mesma ordem de grandeza dos encontrados na literatura para outros materiais dopados com Yb3+, indicando que o método também pode ser usado para se determinar parâmetros relacionados aos efeitos não-lineares. O efeito de refrigeração óptica foi detectado na amostra do vidro ZBLAN, e embora não tenha sido detectado no vidro aluminosilicato de cálcio dopado com diferentes concentrações de Yb2O3, os resultados sugerem que a redução no nível de impureza e melhoria na qualidade óptica das amostras talvez possa resultar em refrigeração óptica neste vidro óxido. Em conclusão, neste trabalho a espectrometria de lente térmica foi empregada com sucesso para a detecção de refrigeração óptica em vidros ópticos e os resultados sugerem que o método pode ser estendido para medidas deste fenômeno em outros materiais de interesse para aplicações tecnológicas nesta área.

Palavras chaves: Refrigeração óptica. Sólidos. Espectrometria de lente térmica.