Etude Des Propriétés Optiques Des Ions Luminescents De Terres Rares (ho3+ Et Er3+) Dans Des Matrices Cristallines (likyf5 Et Cd0.7sr0.3f2)

Résumé: Le présent manuscrit de thèse porte sur l’étude de la spectroscopie optique de deux matériaux lasers solides fluorures dopés par des ions trivalents de terres rares. La première matrice hôte de composition Cd0.7Sr0.3F2 : Er3+(1%) Yb3+(4%) est synthétisée sous forme cristalline par la technique de Bridgman-Stockbarger alors que la deuxième matrice cristalline est le composé LiKYF5 : Ho3+(1%) Yb3+(2%) élaboré par la méthode hydrothermale. Les ions Yb3+ sont présents dans les matrices en tant que sensibilisateurs, les ions activateurs sont les ions Er3+ et Ho3+.Ces deux ions présentent la particularité de fournir un bon nombre d’émissions (infrarouges et visibles) une fois excités via les ions Yb3+ connus pour avoir une grande section efficace d’absorption par rapport aux autres ions de terres rares. Les monocristaux de LiKYF5 : Ho3+(1%), Yb3+(2%) obtenus par la méthode hydrothermale requièrent des dispositions particulières en température et en pression comparativement. Dans la littérature, on cite qu’un bon nombre de monocristaux difficile à obtenir par les techniques usuelles de cristallogenèse sont synthétisés par la méthode hydrothermale. Les deux tipes de cristaux utilisés sont de bonne qualité optique. Les ions de terres rares Ho3+ et Yb3+occupent aléatoirement les sites des ions Y3+ dans la matrice LiKYF5 alors que les ions Er3+ et Yb3+ se substituent aux ions Cd2+. Nous avons effectué sur Les cristaux de LiKYF5 des mesures d’absorption, d’émission à la température ambiante et à la température 7K par l’utilisation d’un cryogénérateur ajustable en température. Dans ce cas, les spectres d’émission et d’excitation des fluorescences rouge, verte et bleue sont aussi obtenus à la température de l’azote liquide à partir d’un cryostat à azote liquide. Le traitement des spectres enregistrés à température ambiante pour les deux types de cristaux par le biais de la théorie de Judd-Ofelt était très concluant et a permis de bien cerner les transitions des ions Er3+ et des ions Ho3+ qui peuvent être promises en tant que transitions potentiellement lasers. Dans le cas de la matrice Cd0.7Sr0.3F2: Er3+(1%) Yb3+(4%), nous avons aussi exploré les émissions Stokes et anti-Stokes des ions Er3+. Ces émissions ont montré un transfert d’énergie efficace de l’Ytterbium à l’Erbium. Nous avons mesuré pour les émissions verte et rouge des sections efficaces appréciables et des durées de vie de fluorescence métastables avec des rapports de branchement importants montrant la forte possibilité d’obtenir une émission laser à la longueur de la raie d’émission.

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