Espectroscòpia òptica dels ions Tm3+ i Yb3+ en tungstats dobles monoclínics. Un nou làser d'estat sòlid

Lespectroscopia optica dels ions Tm3+ i Yb3+ en tungstats dobles monoclinics es molt important per desenvolupar dispositius laser destat solid. Els tungstats dobles monoclinics son molt interessants pels avantatges que presenten com a matrius laser. Aquests materials poden creixer i dopar-se amb ions opticament actius de forma relativament facil, i la seva estructura cristallina monoclinica provoca una marcada anisotropia optica, la qual possibilita obtenir radiacio laser de forma polaritzada. Els ions Tm3+ i Yb3+ presenten bandes amples i elevades seccions eficaces dabsorcio i emissio en els tungstats que faciliten assolir emissions estimulades en un rang ampli de longituds dona. A mes, els ions Yb3+ sensibilitzen els Tm3+, als quals transfereixen eficientment la seva energia. Els ions Tm3+ i Yb3+ es poden excitar amb certa facilitat amb diodes laser de GaAlAs i InGaAs al voltant de 800 i 980 nm, respectivament. La radiacio laser mes estudiada dels ions Tm3+ es la que generen al voltant de 2 ?m, i te aplicacions en els camps de la medicina i dels sensors remots o sistemes radar de latmosfera. Aquest treball de recerca sexposa en cinc capitols. En el primer sintrodueixen els lasers destat solid i les propietats dels tungstats dobles monoclinics de KGd(WO4)2 i KYb(WO4)2 i dels ions Tm3+ i Yb3+; a continuacio es detallen les possibles transferencies denergia entre ions, algunes de les quals donen lloc a mecanismes dupconversion i es presenten els objectius que es pretenen assolir. En el capitol 2 sintrodueixen les tecniques espectroscopiques i es descriu lequipament experimental utilitzat en la caracteritzacio optica daquests materials. Els resultats experimentals sexposen als capitols 3, 4 i 5. En el capitol 3 sestudia labsorcio optica per obtenir lestructura de nivells energetics i dissenyar les possibles estrategies dexcitacio dels ions. Les mesures dabsorcio es realitzen sota condicions de llum polaritzada i en funcio de la temperatura, a baixa temperatura (6 K) es determina el desdoblament Stark dels nivells excitats dels ions Tm3+. En el capitol 4 sanalitza la luminescencia dels ions Tm3+, primer en cristalls de KGd(WO4)2 dopats amb ions Tm3+ i codopats amb ions Tm3+ i Yb3+, i a continuacio en cristalls de KYb(WO4)2 dopats amb ions Tm3+. La luminescencia sestudia en funcio de la concentracio dions i de la temperatura, a baixa temperatura (6 K) es determina el desdoblament Stark de lestat fonamental dels ions Tm3+. En el capitol 5 es fa un breu recull bibliografic de laccio laser al voltant de 2 ?m dels ions Tm3+ i es presenten els resultats aconseguits en els cristalls de KGd(WO4)2, en els quals es comparen les orientacions amb "E//Nm" i "E//Np", i es posa especial emfasi en el rang de sintonitzacio assolible. A continuacio dels resultats es presenten les conclusions i les referencies bibliografiques, i finalment sadjunten les publicacions dels resultats de la tesi doctoral. "ENGLISH ABSTRACT: Tm3+ -doped laser materials are emerging as very interesting active media for the 2 µm spectral region due to the possibility for diode pumping near 800 nm and their broad tunability. Potential applications lie in the fields of medicine, laser radar and atmosphere monitoring. The monoclinic double tungstates are strongly anisotropic biaxial crystals that allow to obtain polarized laser radiation. Their advantages for highly efficient, low threshold laser operation with diode pumping are well known in the case of Nd3+ and Yb3+ doping but so far only few laser works were devoted to Tm3+ -doped double tungstates. Yb3+ ions are good sensitizers of Tm3+ ions. The advantages of Yb3+ ions are that they absorb in the near-infrared region around 980 nm, where laser diodes work efficiently. In this work we investigate the CW laser characteristics of Tm-doped KGd(WO4)2 on the 3F4?3H6 transition as a tunable source in the 2 µm spectral range operating at room temperature. An overall tunability extending from 1790 to 2042 nm is achieved with maximum output powers of 400 mW for an absorbed pump power of 1 W. Various doping levels, pump wavelengths and polarization configurations are compared and the advantages of the monoclinic double tungstates over other Tm-hosts are outlined. "