Cristallogenèse, caractérisation et propriétés de fluorescence des monocristaux lasers de type grenat : Gd3Ga5O12 dopés Cr3+-Tm3+-Ho3+ ou Mn4+

Crystal growth, caracterisation and fluorescence properties of the gd#3ga#5o#1#2(ca, zr) laser single cristal doped with cr#3#+-tm#3#+-ho#3#+ and gd#3ga#5o#1#2 doped with mn#4#+/ca#2#+-tm#3#+

• Auteur / Autrice : Alain Brenier
• Direction : Georges Boulon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Physico-chimie du solide
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Georges Boulon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Croissance cristalline

Transfert d'énergie

Chimie des états excités

Lasers à terres rares

Photoluminescence

Résumé

L'emission laser a 2 m de l'ion ho#3#+ est susceptible de nombreuses applications. On ne peut l'obtenir a temperature ambiante qu'en utilisant des ions sensibilisateurs captant l'energie de pompe et la transmettant sur le niveau emetteur laser (#5i#7 de ho). L'objet de ce travail est l'etude de la sensibilisation de ho#3#+ par les ions cr#3#+ et tm#3#+ dans le monocristal grenat gd#3ga#5o#1#2(ca, zr) et par les ions mn#4#+/ca#2#+-tm#3#+ dans le monocristal gd#3ga#5o#1#2. On decrit la croissance des monocristaux effectuee au laboratoire par la methode czochralski. La technique de regulation automatique du tirage est expliquee par un modele simple. La caracterisation (structure, composition chimique, coefficients de segregation des ions) des cristaux obtenus est donnee. On montre l'influence du desordre regnant dans le cristal sur la fluorescence des ions cr#3#+, mn#4#+ et terres rares. Le desordre est du a la repartition aleatoire des paires (ca, zr) ou des ions ca#2#+ compensant la charge de mn#4#+, ou a l'inversion gd/ga. La dynamique des etats excites et les transferts d'energie entre les ions cr#3#+-tm#3#+-ho#3#+ et entre les ions mn#4#+-tm#3#+ sont etudies. On trouve que 3 principaux processus conduisent l'energie de pompe de cr#3#+ sur le niveau #5i#7 de ho#3#+. Ce travail montre que le monocristal laser gd#3ga#5o#1#2 substitue ou non (ca, zr) peut valablement concurrencer les grenats a base de scandium sans avoir l'inconvenient de contenir cet element onereux et qu'il est le siege de processus de luminescence interessant autant la recherche fondamentale que la recherche appliquee