Neste trabalho estudamos as potencialidades do vidro aluminosilicato de cálcio com baixa concentração de sílica e isentos de hidroxila (LSCAS), dopados com íons terras raras trivalentes para aplicações tecnológicas no desenvolvimento de dispositivos ópticos ativos e passivos. Produzimos vidros dopados com itérbio, com itérbio e túlio e com itérbio e hólmio. Os resultados obtidos mostraram que tal material tem potencial para utilização como meio ativo para laser operando nas regiões espectrais do infravermelho próximo e médio que tem aplicações nas áreas biomédicas e odontológicas, e no visível e infravermelho próximo em sistema de transmissão de dados através da comutação das intensidades nos comprimentos de onda de emissão de 480 e 800 nm. As amostras foram produzidas em um sistema de fusão em atmosfera redutora controlada, mantido por um sistema de vácuo para eliminar a formação da hidroxila e assim obter um meio ativo com transparência óptica da ordem de 90% na região espectral desde o visível até 5 μm no infravermelho médio. Com isso, a emissão luminescente dos íons terras rara introduzidos na matriz vítrea não é reabsorvida, permitindo a produção de meios ativos para laser de estado sólido para operar nesta região do espectro. A caracterização das amostras foi realizada com medidas de espectrofotometria, espectrometria de lente térmica e fotoluminescência. Para conseguir uma eficiente emissão no comprimento de onda de 1,8 μm estudamos a relação entre as concentrações dos íons dopantes Yb³⁺ e Tm³⁺ em função do regime de potência de bombeio que favorecesse os mecanismos de transferência de energia para esta emissão. Para a determinação da eficiência quântica da emissão no comprimento de onda de 1,8 μm no sistema dopado com itérbio e túlio foi estendido o método empregado por Rohling considerando a razão de ramificação das transições entre os níveis metaestáveis dos íons túlio trivalentes. Além disso, o sistema dopado com Yb³⁺ e Tm³⁺ mostrou forte dependência na razão das intensidades das emissões luminescentes nos comprimentos de onda de 480 e 800 nm em função das concentrações do íon Tm³⁺ e da potência do laser de bombeio, apresentando comutação nas intensidades de luminescência. Este resultado evidenciou mais um potencial tecnológico destes vidros para aplicação em dispositivos ópticos para transmissão de informações. Estudos preliminares do vidro LSCAS co-dopados com Yb³⁺e Ho³⁺ também indicam este material para o desenvolvimento de meios ativos para laser de estado sólido com emissão na região espectral do infravermelho médio, complementando o do sistema Yb³⁺e Tm³⁺. Também produzimos pela primeira vez o vidro LSCAS dopado com TiO₂, que apresentou longo tempo de vida de emissão, da ordem de 170 µs. Estudos preliminares indicam que este sistema é um bom candidato a meio ativo para laser com emissão espectral próxima a do monocristal comercial de titânio safira, porém devido às propriedades especiais da matriz vítrea hospedeira LSCAS, poderá ampliar a escala espectral e de potência para muito além daquelas conseguidas com a matriz cristalina de Ti³⁺: Al₂O₃, similarmente aos sistemas Nd³⁺: YAG e Nd³⁺: Glass. Em conclusão, os resultados deste trabalho ampliaram as perspectivas de utilização da matriz vítrea LSCAS como hospedeira de íons ativos para o desenvolvimento de dispositivos ópticos passivos e de meios ativos para laser que operem na região espectral do visível ao infravermelho médio.

Palavras chaves:  Vidro aluminosilicato. Terras raras. Laser. Conversão ascendente. Comutação de energia.