Medida de seção de choque em Fibra Dopada com Tm+3

Abstract

Neste trabalho adaptamos para o íon de Tm3+ um modelo e técnica experimental usados para a determinação da seção de choque de emissão da transição 4F3/2 !4I11/2 correspondente à emissão 1.06μm do íon de Nd3+ dopado em fibra ´óptica, de forma não destrutiva. O modelo adaptado foi utilizado no cálculo da seção de choque de emissão da transição 3H4!3F4 relativa à emissão em 1.47μm do íon de túlio em fibras fluorozirconadas e de silicato. A determinação do valor desta seção de choque é de grande importância porque varia bastante na literatura de acordo com a fibra e o método utilizado. A técnica explora a medida do tempo de vida 2 da transição de interesse, o ganho G e a seção de choque de emissão s sem injetar um sinal na fibra. O método é baseado no estudo da dependência temporal da fluorescência em função da potência absorvida do bombeio no instante anterior ao desligamento do bombeio. O experimento consistiu no bombeamento da fibra dopada com Tm3+ por um laser de titânio safira, operando no regime contínuo, emitindo em 800nm modulado com um chopper. Foi feita então a coleção dos decaimentos exponenciais da fluorescência do estado excitado 3H4 após o desligamento do laser e a medição das potências na entrada e saída da fibra dopada. A partir destes dados experimentais e das propriedades da fibra calculamos a seção de choque da transição 3H4!3F4 com o ajuste de uma curva teórica deduzida a partir do modelo adaptado para o túlio. Foram realizadas medidas para fibras de Tm3+ em silicato e ainda para uma fibra fluorozirconada com alta concentração de Tm3+ (5000ppm). Porém, na fibra de silicato os decaimentos das fluorescências ficaram limitados pela resolução do sistema e, na fibra fluorozirconada de alta concentração, não pudemos aplicar o modelo porque o tempo de vida ´e ajustado por uma dupla exponencial na maioria das potências absorvidas. Os resultados com a fibra fluorozirconada com 2000ppm de Tm3+ demonstraram a validade do modelo e da técnica, havendo uma boa concordância com resultados descritos na literatura