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Erbium doping process in nanostructured silica perform for optical fiber

By Edmilton Gusken

Abstract

A emissão do érbio na região de comprimentos de onda usada em comunicações ópticas tem despertado grande interesse tecnológico, especialmente quando este é incorporado à matriz de sílica. Entretanto, a dificuldade maior está na sua inserção em concentrações elevadas e de forma homogênea, e mesmo na atualidade, o mecanismo de dopagem da sílica com érbio ainda não é totalmente conhecido. Nesta pesquisa, foi desenvolvido um esforço concentrado no trabalho de entender e controlar a nanoporosidade da sílica através de diversos parâmetros de fabricação usando a técnica de deposição axial fase vapor, e também por tratamento térmico posterior à deposição. Duas metodologias de dopagem do érbio foram utilizadas: (i) imersão da preforma de sílica nanoestruturada em solução de c1oretode érbio em etanol; e (ii) deposição simultânea da solução de érbio aspergido com nanopartículas de sílica sintetizados em chama de Hz/Oz. A utilização da primeira metodologia de dopagem, juntamente com os resultados de estudo de caracterização, tiveram como principal mérito o entendimento do mecanismo de incorporação do érbio em nível nanoestrutural. A segunda metodologia demonstrou a alta eficiência e economia do método com a incorporação de alguns milhares de ppm's atômico de érbio com a correspondente resposta fotoluminescenteA special property of erbium to emit light in the wavelength used for optical communications has aroused great technological interest, particularly for erbium doped fiber and devices. However, the key point of this technology is to get high concentration and homogeneouserbium doping into silica structure. Even now, the doping mechanism of erbium in silica glass is still not well known. A research work to study and to control the nanoporosity in silica glass has presently been developed by using various processing parameters of vapor phase axial deposition technique. Post-deposition heat treatment to control the distribution of nanoporosity has also been applied. Two methods to dope erbium have been developed: (i) immersion of nanostructured silica preform into a solution of erbium chloride and ethanol, and (ii) simultaneousdeposition of silica nanopartic1es and vaporized erbium chloride in Hz/Oz flame. The merit of the first doping methodology was to understand the doping mechanism in nanostructurallevel. And the result of the second technique demonstrated a new procedure to obtain highIy efficient and low cost erbium doped silica preform containing a concentration of few thousands atomic ppm with corresponding photoluminescence respons

Topics: Fibras oticas, Vapor - Deposição, Erbio, Optical fibers, Erbium, Vapor-phase deposition
Publisher: Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica
Year: 2005
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.BDTD_UNICAMP:oai:unicamp.br:vtls000357857
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