Fotoluminiscencia de Tierras raras

...

La siguiente medición que se hizo fue aumentar el nivel de longitud de onda del láser usando uno de λ=488nm, para este vidrio también se hicieron dos mediciones con 2 segundos de tiempo de integración y dos más con un tiempo de integración de 500ms; la gráfica de estas mediciones se muestra a continuación.

[pic 8]

Como se puede ver en las gráficas algunas mediciones que se tomaron con un tiempo de integración bajo solo se pueden ver los valores más significativos de la muestra sin embrago cuando el tiempo de integración se aumentó a 2 segundos los valores que estaban muy débiles se lograron ver y esto es debido a que al aumentar el tiempo de integración la CCD del espectrofotómetro Ocean Optics logra tomar más valores de las intensidades que pudieran llegar a ser despreciables cuando el tiempo de integracion es bajo (100ms) por lo que es importante en este caso aumentar el tiempo de integración para poder apreciar los cambios de energía que tuvo el vidrio, que como se puede notar pasa por diferentes niveles de energía aunque todos ellos son valores de fotoluminiscencia lo que quiere decir que fue perdiendo energía al aumentar su longitud de onda.

Para la siguiente medición se cambió el láser por uno de λ=800nm para irradiar la muestra aunque en esta ocasión solo se hizo una medición con un tiempo de integración de 4 segundos

[pic 9]

Se puede notar en la gráfica que tuvo 2 cambios en el nivel de energía uno fue correspondiente a fotoluminiscencia que es el que está a la derecha de la gráfica y que es una pérdida de energía, sin embargo esta vez se notó un aumento de energía debido a un fenómeno distinto a la fotoluminiscencia que es la Up-conversion (conversión ascendente).

El proceso de conversión ascendente (up-conversion) involucra la absorción de dos fotones y la emisión de un fotón, cuya energía sea mayor a la del fotón de. En la mayoría de los casos, la conversión ascendente es un proceso de dos pasos: Mediante el mecanismo de absorción en el estado fundamental (GSA), un fotón infrarrojo proveniente del bombeo puebla un estado excitado intermedio (E2). Posteriormente, y a través del mecanismo de absorción en el estado excitado (ESA) un segundo fotón infrarrojo, procede a poblar a un estado excitado superior (E3). A través de mecanismo de fotoluminiscencia, los átomos o iones en este último nivel pueden emitir un fotón de mayor energía, típicamente en la región visible.

[pic 10]

Esquema representativo del proceso general de conversión ascendente

Por último se hizo una toma cambiando la energía de bombeo a λ=980nm en este caso no hubo la necesidad de hacer un cambio en la programación regular del espectrofotómetro ocean optics que es de 100ms, debido a que el vidrio trabajaba muy bien a esa longitud de onda.

[pic 11]

Los datos arrojados del vidrio dopado muestran que a esta longitud de onda el erbio tiene muchas ganancias de energía debido a que la energía de bombeo sea menor que las otras longitudes de onda al ser un láser de 2W tiene muchos fotones que logran escalonarse y hacen que tengan muchas conversiones ascendentes por lo cual la muestra alcanza varios niveles del lado derecho de la gráfica probablemente si el equipo tuviera un rango mayor se pudiera ver también el nivel de energía del erbio a λ=1530nm pero no se logran apreciar debido al poco rango del equipo.

Por lo que se puede llegar a la conclusión de que al dopar el vidrio con erbio la muestra puede ser idónea para la generación laser en la energía de bombeo λ=980nm.